碱性电解槽的理论分解电压通常是1.23V,但实际分解电压通常会更高。
碱性电解水制氢过程中,理论上的分解电压为1.23V,这是因为水分子(H2O)在标准状态下(0℃,1atm)分解成氢气(H2)和氧气(O2)所需的最低电压是1.23V。
然而,由于实际操作中存在多种影响因素,实际分解电压会超过这个理论值。实际数据显示分解电压超过1.48V以上,根据热力学公式现在实际分解分压有这些因素主要包括:
电极极化:在电解过程中,随着电流的增加,阴极和阳极会发生极化现象,导致实际工作电压增加,以克服这种极化并维持电解反应的进行。
欧姆电阻:电解槽内部的电阻也会造成额外的电压降,这包括电解质的电阻以及电极和连接部分的电阻。
过电位:在高电流密度下运行时,电化学极化和浓差极化的影响变得更加显著,这也会导致实际工作电压的增加。
其次,在实际的大型化设备中,单个电解小室的电压可能会达到2V左右。这是因为在设备运行过程中,除了理论分解电压外,还需要考虑电极极化作用和电解槽的欧姆电阻等因素的存在。例如,在5kA/m²的电流密度下,析氢过电位可能需要390mV,而析氧过电位可能需要290mV。
碱性电解槽的实际分解电压通常会高于理论分解电压,这主要是由于电极极化、欧姆电阻以及过电位等因素的影响。在设计和运行碱性电解槽时,需要充分考虑这些因素,以确保电解槽能够高效地产生氢气。
原文始发于微信公众号(氢能源生产工艺):碱性电解槽分解电压