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            水电解制氧技术


            工作原理
            阳极电化学反应:原料水在阳极界面失去电子被氧化生成氧气(O2)和质子(H+)   H2O →2H++2e-+1/2O2
            阴极电化学反应:在阳极上产生的质子(H+)和H2O一起迁移到阴极界面从外电路得到电子(e)生成氢气(H2)   2H++2e-→H2↑
            总反应式:  H2O→H2+1/2O2



            PEM水电解原理示意图

             

            技术优点
            对比常规碱性水电解装置技术,新型PEM水电解装置技术在确保供氧充足的前提下,有如下的突出优点:
              3.1 工作效率高     制取氧气纯度高,能耗低,能量转换效率高。
              3.2 安全性         原料水为去离子水(纯水),不产生造成二次污染会
              3.3 设备简单       操作简单,维修方便。
              3.4 电化学性能稳定,运行寿命长,PEM膜不易损坏 

             

            与传统碱性水电解技术的综合比较

            比较项目

            传统碱性水电解器

            新型PEM水电解器

            电解质

            KOH/NaOH

            PEM

            隔膜

            改性石棉隔膜

            PEM(兼作隔膜)

            原料水

            碱性水

            去离子水(纯水)

            离子迁移

            OH

            水溶剂化H+

            工作电流密度(A/m2)

            20003000

            1000020000

            单位产气量时
            电解槽芯体体积

            1

            1/3

            能量转换效率(%)

            6775

            8790

            单槽(小室)工作电压(V)

            2.22.5

            1.652.0

            氧气纯度(%)

            98.899.2

            99.599.9

            商业化年代

            1920

            1980

             

            应用领域
              4.1 海军潜艇及载人航天生命保障系统供氧;
              4.2 高原空气稀薄地区(氧气含量<16%)人员的辅助及应急供氧,尤其是高原部队边防站、所执勤人员供氧;
              4.3 无氧环境下的工作人员供氧;
              4.4 医疗系统需氧人员供氧;
              4.5 特种金属材料切割与焊接加工;
              4.6 石油化工、医药化工、半导体生产加工等领域。

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