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碱性水电解制氢
问与答
问
什么是碱性水电解？
答
碱性水电解通常采用NaOH和KOH作为电解液，在电解过程中不消耗碱液，碱液只起到离子转化的作用。碱性电解槽是发展时间最长，技术最为成熟的电解槽，具有操作简单、成本低的优点。不足是电解效率低，同时碱液也存在一定的腐蚀性。碱性电解槽的工作温度通常在40℃至80℃
问
碱性水电解制氢的原理是什么？
答
以KOH溶液为例，在直流电的作用下，水分子在K+的带动下一同迁到阴极并发生放电反应而析出氢气
4e- + 4H2O = 2H2↑ + 4OH-
OH-迁到阳极并发生放电反应而析出氧气
4OH- = 2H2O + O2↑ + 4e-
总的电解反应式
2H2O = 2H2 ↑ + O2↑
问
在碱性水电解制氢过程中，KOH的作用是什么？
答
在电解水时，由于纯水的电离度很小，导电能力低，属于典型的弱电解质，所以需要加入如KOH等的电解质，以增加溶液的导电能力，使水能够顺利地电解成为氢气和氧气。KOH不会被电解，仅起运载电荷的作用，实际上是水被电解为氢气和氧气
问
在碱性水电解制氢过程中，K+为什么能留在溶液中？
答
从电化学理论来说，电极电位越高的离子越容易得到电子，K+的电极电位为-2.66V，H+的电极电位为-1.71V， 因此同在水溶液中H+比K+优先得到电子而析出，K+则留在溶液中
问
电解水制氢的电能消耗如何？
答
电能消耗W与电压U和电荷量Q成正比，即W=QU。根据法拉第定律，在标准状况下，每产生1m3 的氢气的理论电荷量Q0为2393Ah,因此理论电能消耗W为2.94Wh。在电解槽的实际运行中，其工作电压为理论电压的1.5-2倍，而且电流效率也达不到100%，所以造成的实际电能消耗要远大于理论值。目前通过电解水装置制得1m3氢气得实际电能消耗为4.5-5.5千瓦时
问
电解水制氢的用水消耗如何？
答
电解水制氢的用水理论值可根据电化学反应方程 2H2O = 2H2↑ + O2↑ 计算得出。标准状况下，生产1m3氢气理论水消耗量为804g。在实际工作过程中，由于氢气和氧气都要携带走一定的水分，所以实际耗水量稍高于理论耗水量。目前生产1m3氢气的实际耗水量约为845-880g
问
2021年11月26日氢能科技公司参与研发制造的电解槽成功下线，其型号为DQ1300/1.6,其中两个数字分别代表什么？
答
1300代表该电解槽的额定产氢量为1300Nm3/h，1.6代表该装置的工作压力为1.6MPa
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原文始发于微信公众号（华能川氢）：氢 1008 | 问与答——碱性水电解制氢
