碱性电解槽电流波动带来哪些问题?

天合元氢 · 2025-06-25 10:01:10

碱性电解槽的产气量与电流密切相关,根据法拉第定律,电解产生的物质的量与通过的电量(电流和时间的乘积)成正比。......

碱性电解槽电流波动带来哪些问题?

碱性电解槽的产气量与电流密切相关,根据法拉第定律,电解产生的物质的量与通过的电量(电流和时间的乘积)成正比。因此当电流瞬间下降时,阴阳极的氢气和氧气产量按比例减少。由于电解槽内部阴阳极之间存在串气现象,隔膜的作用是尽量减少这种串气,但仍会有一定的渗漏。产气量下降时,串气后的气体相对浓度会增加。在很低的电流下运行时,氧中氢的浓度可能达到4%的最低爆炸极限,是非常严重的安全隐患。

电解槽工作时会产生热量,产热量与电流大小有关。当电流下降后,产热量也随之下降。然而,冷却系统无法快速响应这种热量变化,会导致电解槽的温度下降。电极反应速率通常与温度有关,温度降低,反应分子的运动速度减慢,有效碰撞减少,从而导致电解效率下降。

当电流瞬间上升时,阴阳极的氢气和氧气产量增加。在电极表面会产生大量气泡,这些气泡容易覆盖电极的催化活性位,阻碍了反应物与催化剂的接触,催化反应阻力增大。根据能斯特方程和塔菲尔方程,反应阻力增大时,过电位会随之升高,表现为电解槽小室电压升高。

同时,电流上升时,电解液在电极表面的供给会滞后。这是因为电解液的供给速度可能跟不上反应速度的突然增加,存在一定的滞后性。进而导致大面积电极表面的反应不均,部分区域反应过快,产生局部热点。这些局部热点可能会损坏电极材料或者隔膜,影响电解槽的使用寿命和性能。

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