李 洁，陈文理

(1.邯郸市天海人力资源有限公司，河北 邯郸 056107；2.中国工业气体工业协会 氢气专业委员会 秘书处，河北 邯郸 056107)

1 前 言

氢气作为潜在的新型能源已引起人们的普遍关注。氢气在工业上已得到了广泛应用。水电解制氢技术成熟，是大规模工业生产氢气的主要工艺技术。目前主要是通过高温、高压或者研制新型电极材料以减少电压或过电压来实现水电解制氢的高效率。然而从流体力学和两相流的观点出发，应考虑水溶液中的欧姆损失。由于电极间的氢、氧气泡容积百分率的上升增加了孔隙率，这引起水溶液中的电阻增加，结果使电解效率下降。然而，在高电流密度下，很可能存在最佳的极间间隙，即当电流密度相当高和极间空间相当小、而电极间的孔隙率相当大时,增加了电极间的电阻，降低了水电解制氢效率。

2 实验仪器和方法

实验容器是由氯乙烯制成长360 mm、宽200 mm和高300 mm容器，电解液为ω(KOH)=10%的水溶液，由镍-铬-铁合金制成的电极完全浸没在容器中并按一定空间平行定位。电极的高度接近100 mm，50 mm，10 mm。隔膜位于电极的中间位置，是由聚四氟乙烯树脂滤板制成。DC电源供60 A电流，电极间的电压6 V，电流密度0.1～0.9 A/cm2。实验所生产的H2收集在H2收集瓶中，氧气放空。KOH溶液的温度由管式加热器控制在20℃、40℃或60℃。电极的倾斜度处于垂直或水平位置。可利用硅胶处理以降低电极表面可湿性，也可不用硅胶处理。实验条件如表1所示。

表1 实验条件

水电解制氢效率是在一定的电流密度下，通过电压值进行定性评价和比较。……