1、關(guān)于降低電解槽能耗的方法總結(jié)關(guān)于降低電解槽能耗的方法總結(jié)一、在電解質(zhì)中添加強氧化性助劑一、在電解質(zhì)中添加強氧化性助劑添加五氧化二釩(V2O5)添加重鉻酸鉀(K2Cr2O7)添加高錳酸鉀(KMnO4) （僅為推測） 在電解液中定期加入重鉻酸鉀粉末，使電極表面的雜質(zhì)被強烈氧化，增加電極的表面活性，從而降低極間電壓，達到節(jié)能的目的。此外，加入重鉻酸鉀還可減輕對電解槽的腐蝕，改善氣體純度。 電解液中加入五氧化二礬(V2O5)的作用是在于降低電解電壓。單位氣體產(chǎn)量的電耗，取決于電解電壓，電解槽的工作溫度越高，電解電壓越低，同時也增加了對電解槽材料，主要是隔膜材料的腐蝕。重鉻酸鉀對極間電壓和能耗的影響重鉻

2、酸鉀對極間電壓和能耗的影響二、選擇合適的電極二、選擇合適的電極 堿性水電解制氫是目前制備氫氣比較常用而且也是發(fā)展比較成熟的方法。該法對設(shè)備的要求不高，投資主要集中在設(shè)備，制得的氫純度高。其工藝過程相對環(huán)保無污染，但是消耗大量電能。工業(yè)上電解水的壓力一般在1.652.2V。 評價堿性水電解電極材料的優(yōu)良與否，電極材料的使用壽命和水電解能耗是關(guān)鍵因素。當電流密度不大時，主要影響因素是過電位；電流密度增大后，過電位和電阻電壓降成為主要能耗的因素。 在實際應(yīng)用中工業(yè)電極應(yīng)具有以下幾點：(1)高表面積；(2)高導(dǎo)電性；(3)良好的電催化活性；(4)長期的機械和化學(xué)穩(wěn)定性；(5)小氣泡析出；(6)高選擇性

3、；(7)易得到和低費用；(8)安全性。析氫陰極材料析氫陰極材料 主要以Pt、Pd 及其合金為主，這類金屬合金雖然有很低的析氫過電位，但價格比較昂貴，無法大量推廣。（1）Raney 鎳型。這類合金主要由鎳和鋅或鋁元素構(gòu)成。（2）鎳基過度元素合金。如Ni-Mo、Ni-Mo-Fe、Ni-S 等。這類合金在堿性介質(zhì)中化學(xué)穩(wěn)定性好、析氫反應(yīng)活性高，因此對其研究最為廣泛。（3）其它過渡元素合金。它們在堿性電解水制氫方面均顯示出極高的電催化活性。提高陰極析氫活性的方法提高陰極析氫活性的方法 （1）析氫陰極的表面修飾。具體的可分為：（1）電鍍、復(fù)合鍍和化學(xué)鍍法；（2）熱分解法；（3）物理法。各方法可以綜合使用

4、，這樣往往能彌補單一方法所存在的缺點，帶來更好的效果。而先進的水電槽采用活性涂層陰極，但由于存在穩(wěn)定性差等缺點。這項技術(shù)還處于開發(fā)階段。 （2）在陰極電解液中添加催化作用的物質(zhì)。此技術(shù)降低水電解能耗是國內(nèi)外近年來開辟的降低析氫過電位的技術(shù)途徑。析氧陽極材料析氧陽極材料 陽極材料必須具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、足夠的電化學(xué)惰性、良好的機械穩(wěn)定性、可加工性、高比表面積、高的電催化性活性、良好的導(dǎo)熱性以及耐電解質(zhì)的腐蝕性，此外還需考慮價格是否可以接受。（1）金屬與合金材料。除貴金屬以外，以鈷鋯鈮鎳等金屬具有較高的析氧催化活性。其中以鎳的應(yīng)用最廣。鎳在堿性介質(zhì)中具有很好的耐腐蝕性，價格也相對便宜，同時在金屬元素

5、中鎳的析氧過電位不太高，并有相當高的析氧效率，所以鎳被廣泛用作為堿性水電解陽極材料。合金電極中，有Ni-Fe，Ni-Co 及Ni-Ir 合金等。（2）貴金屬氧化物。貴金屬氧化物中RuO2、IrO2 和RhO2 等都具有較好的析氧催化活性，在ABO2 型金屬氧化物電極中，如PtCoO2 有著較好的析氧催化活性。但由于這些氧化物在堿性介質(zhì)中耐腐蝕性較差，而且更適用于酸性介質(zhì)，但最主要的是價格昂貴 （3）Co3O4 氧化物。具有尖晶石結(jié)構(gòu)的Co3O4具有很好的電催化活性，Co3O4 屬于反尖晶石結(jié)構(gòu)，是氧化亞鈷和三氧化二鈷的混合物。 （4）AB2O4 型尖晶石型氧化物。在AB2O4 氧化物中，NiC

6、o2O4 由于析氧活性高、在堿性介質(zhì)中耐腐蝕以其成本相對廉價等優(yōu)點，目前被認為是最具前景的堿性水電解演技材料。 （5）ABO3 鈣鈦礦型氧化物。鈣鈦礦型氧化物中LaNiO3 的研究最為廣泛，LaNiO3 是一種非化學(xué)計量的化合物，三價、二價鎳離子和氧空穴共存，高密度的氧空穴使LaNiO3 具有導(dǎo)電性。采用凍干真空熱分解法和有機酸輔助法可以在相對低的溫度下制備出有較高比表面的均相的鈣鈦礦型氧化物，大大提高了陽極材料的催化活性。 （6）復(fù)合鍍層膜電極。金屬、氧化物粉末復(fù)合鍍層電極主要是用來制備性能優(yōu)異的電極材料。提高陽極析氧活性的方法提高陽極析氧活性的方法 （1）降低陽極材料過電位：提高電解溫度，

7、增加電化學(xué)活性表面積，采用新型陽極電催化劑。三個方面綜合考慮將會得到更好的效果。 （2）析氧陽極的表面修飾。利用金屬氧化物或者其它物質(zhì)制備電極活性涂層與陽極基體復(fù)合，可以提高電極析氧效率。當氧氣析出時，金屬陽極表面將形成一定的氧化物層或者吸附氧層，而氧化物層的電化學(xué)穩(wěn)定性及導(dǎo)電性等是影響氧氣析出電催化活性的主要因素。除了氧化物活性層之外，還有陽極活性涂層的各種運用。三、固體高分子電解質(zhì)三、固體高分子電解質(zhì)(SPE) 水電解技術(shù)水電解技術(shù) 目前采用固態(tài)Nafion 全氟磺酸膜作為電解質(zhì)的電解槽。電極采用具有高催化性能的貴金屬或其氧化物，將它們制成具有大比表面的粉狀形態(tài)，利用Teflon 黏合并壓在Nafion 膜的兩面，形成一種穩(wěn)定的膜與電極的結(jié)合體。 SPE電解質(zhì)是鏈式聚合物，性能穩(wěn)定，無腐蝕性液體存在，因而安全可靠，維修量小。具有高的電流密度，具有更大的生產(chǎn)能力。 但是SPE電解槽采用貴金屬作為電催化劑，生產(chǎn)費用高總總 結(jié)結(jié) 1.在電解液中添加相應(yīng)的助劑以降低極間電壓是可行的，可加入