电解水，电解水制氢原理详解

电解水制氢，作为一种清洁、可持续的能源转换方式，正日益受到广泛关注。以下是关于电解水制氢原理的详细介绍。

1.电解水的概念电解水通常是指含盐（如硫酸钠，食盐不可以，会生成氯气）的水经过电解之后所生成的产物。电解过后的水本身是中性，可以加入其他离子，或者可经过半透膜分离而生成两种性质的水。其中一种是碱性离子水，另一种是酸性离子水。

2.电解水制氢的原理电解水制氢是在直流电的作用下，通过电化学过程将水分解为氢气和氧气。根据所使用电解质（导电离子传输的“载体”）不同，主要可分为碱性电解水、质子交换膜电解水、阴离子交换膜电解水和固态电解质电解水。

3.碱性电解水制氢

碱性电解水以KOH、NaOH水溶液为电解液，在阳极和阴极分别发生以下化学反应：

阳极：4OH^-=2O+O2+4e^-

碱性电解水制氢工艺流程如图所示（碱性电解槽电解水制氢工艺流程图）。

4.质子交换膜电解水制氢EM电解水制氢设备理论设备体积较碱性制氢机略有优势。两种设备的体积差异最大部分会是在电解槽部分，以EM电解水制氢2A/cm²、碱性槽电解水400mA/cm²来论，看起来会有些差异。

5.电解液与空气中的CO2反应在液体电解质体系中，所用的碱性电解液（如KOH）会与空气中的CO2反应，形成碳酸钾或碳酸钠，降低电解液的导电性。

6.制氢过程中的水消耗水的消耗来自两个步骤：氢气生产和上游能量载体的生产。就氢生产而言，电解水的最小消耗大约是每千克氢消耗9千克水。考虑到水的脱矿过程，这一比例可以在每千克氢18到24千克水之间。

7.海水直接电解制氢研究者通过将分子扩散、界面相平衡等物理力学过程与电化学反应巧妙结合，建立了相变迁移驱动的海水直接电解制氢理论模型。在该模型中，采用具有超疏水性和离子阻隔效应的防水透气层有效隔离海水中的杂质，仅允许海水以水分子形态扩散。

8.电解水制氢工艺流程工业软水经纯水装置制取纯水，并送入原料水箱，经补水泵输入碱液系统，补充被电解消耗的水。电解槽中的水，在直流电的作用下被分解成与O2，并与循环电解液一起分别进入框架中的氢、氧分离洗涤器后进行气液分离、洗涤、冷却。

9.电解电压的重要性电解电压在电解水时加在电解池上的直流电压必须大于水的理论分解电压以便能克服电解池中的各种电阻。

通过以上详细解析，我们可以了解到电解水制氢的原理、工艺流程以及相关技术。电解水制氢作为一种清洁能源技术，具有广阔的应用前景。