高純氫氣發(fā)生器常用的技術(shù)原理有哪些?
高純氫氣發(fā)生器的制備邏輯是通過相關(guān)技術(shù)將原料(如水、甲醇等)中的氫元素分離或轉(zhuǎn)化為氫氣,并通過凈化系統(tǒng)去除雜質(zhì),然后得到高純度產(chǎn)品氣。常見技術(shù)路徑的原理如下:
1. 電解法
基礎(chǔ)原理:以水為原料,通過電解反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和氧氣,再通過分離與凈化得到高純氫。
電解反應(yīng):2H?O→ 2H?↑ + O?↑(在直流電作用下,水分子在陰極分解為氫氣,陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣)。
關(guān)鍵步驟:
電解槽:核心部件,通常采用質(zhì)子交換膜(PEM)或堿性電解液為導(dǎo)電介質(zhì)。
PEM電解:使用固體聚合物膜(僅允許質(zhì)子通過),陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣與陰極氫氣完*隔離,純度更高,且無需電解液維護(hù),是主流技術(shù)。
堿性電解:以堿性溶液為電解質(zhì),成本較低,但需定期補(bǔ)充電解液,且氧氣可能混入氫氣,需額外凈化。
凈化系統(tǒng):通過分子篩、鈀膜或脫氧催化劑去除電解產(chǎn)生的微量水分、氧氣等雜質(zhì)。
2. 化學(xué)法
利用化學(xué)試劑(如氫化鋰)與水反應(yīng)生成氫氣,反應(yīng)式如:NaBH? + 2H?O → NaBO? + 4H?↑。
3. 吸附分離法
以工業(yè)副產(chǎn)氫(如煉油廠尾氣)為原料,通過變壓吸附(PSA)技術(shù),利用吸附劑(如分子篩)對(duì)不同氣體的吸附能力差異,分離出高純度氫氣。
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