制氢电源的工作原理是怎么样的？

　　目前已知的制氢方法有很多，包括氨分解制氢、天然气制氢、甲醇裂解制氢、水电解制氢等。其中，制氢电源应用广泛。

　　一、制氢电源的类别

　　其中，制氢电源可分为碱性溶液电解和PEM纯水电解。这两种方法的优缺点是：

　　(1) 碱液电解制氢：这种制氢技术历史悠久。早是从苏联学来的，后来应用到国内电厂、多晶硅、化工企业、小型实验室等有配套气源的地方进行色谱分析。制氢电源设备运行可靠，制造成本低，氢气纯度一般在99.8%左右。但氢气具有腐蚀性，长期运行5年以上会腐蚀所有零部件，需要每5年检修一次，维护成本高。废碱液需要环保处理，需要培训和聘用专门人员，特别要注意氢气和氧气的调节。

　　(2) PEM纯水电解制氢：这项技术早源于美国核潜艇的制氧机原理，因为采用了质子膜电解槽，通过电解纯水可以物理分离出高纯度的氢气和氧气。目前，该设备在国内应用广泛，包括电厂、化工、冶金、玻璃、医疗、高端实验室等。并逐渐有取代碱性溶液电解制氢的趋势。而且该技术设备体积小，制备氢气纯度高，纯度99.9995%，整个操作过程无污染，操作简单，可实现远程无人值守。安全性高，运行时间长，电解槽使用寿命一般在15年左右。

　　制氢电源的特点是纯水电解，无污染，无腐蚀，氢气纯度更高。与传统的碱性制氢装置相比，制氢电源的优点包括能满足高电流密度的要求，电流密度可达1A/cm2以上;能耗低、效率高，电解制氢效率可达85%以上；该制氢装置体积小，重量轻；具有较好的宽功率波动电源适应性，可实现0%-100%的制氢智能调节；该装置集成度高，运行长期稳定，启闭操作简单，维护成本低。

　　二、碱水电解制氢的原理

　　制氢电源的应用越来越广泛，包括新能源、电力、石化、医药、冶金、多晶硅、气象、航空航天等领域以及各大燃气公司。电解水法生产的氢气纯度可达99%以上，是工业上制备氢气的重要方法。当氢氧化钠(钾)溶液被电解时，氧气在阳极释放，氢气在阴极释放。

　　制氢电源的原理是电解的过程，借助直流电将溶解在水中的电解液分解成新的物质。电解水原理当直流电作用于某些电解质水溶液时，分解的物质与原电解质完全无关。分解出来的是作为溶剂的水，原来的电解质还留在水中。比如硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾都属于这类电解液。电解水时，纯水由于电离程度低、电导率低，是典型的弱电解质，因此需要加入前述电解质来增加溶液的电导率，这样水才能顺利电解成氢气和氧气。