理論分解電壓：不計(jì)任何損耗，只考慮水的自由能變化(電功)，該電壓用于克服電解產(chǎn)生的可逆電動(dòng)勢(shì)電解水的理論分解電壓是1.23V。不過(guò)在實(shí)際操作中，由于電極極化、溶液電阻等因素，實(shí)際分解電壓往往大于理論分解電壓。實(shí)際分解電壓：一般在1.8-2.0V左右。超電壓：電流通過(guò)電極時(shí)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，使電極電位偏離平衡值，此偏離值即為超電壓。產(chǎn)生原因：(1)濃差極化:電極過(guò)程某些步驟遲緩，使電極表面附近的反應(yīng)物離子濃度低于電解液中的濃度，電極電位偏離平衡電位。高電流密度下容易出現(xiàn)，但實(shí)際電解溫度較高且循環(huán)，所以可忽略不計(jì)。(2)活化極化:參加電極反應(yīng)的某些粒子缺少活化能來(lái)完成電子轉(zhuǎn)移，使陽(yáng)極上氧化反應(yīng)難以釋放電子，陰極上還原反應(yīng)難以吸收電子，電極電位偏離平衡電位。低電流密度下容易出現(xiàn)。氫能的利用很多，包括燃料電池移動(dòng)動(dòng)力、分布式電站、化工加氫等領(lǐng)域。開(kāi)封電解水

陰離子交換膜電解水技術(shù)(AEM)AEM是較為新興的電解水制氫技術(shù)，尚處于研發(fā)階段。備受關(guān)注的原因是其采用陰離子交換膜作為電解質(zhì)，將ALK的低成本和PEM簡(jiǎn)單、高效的優(yōu)點(diǎn)相融合?，F(xiàn)階段的研究重點(diǎn)陰離子交換膜材料開(kāi)發(fā)和機(jī)理研究，主要以國(guó)外大學(xué)，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等科研機(jī)構(gòu)主導(dǎo)（如NortheasternUniversity,LosAlamos,UniversityOregon,GeorgiaTech等）。其與PEM的根本區(qū)別在于將膜的交換離子由質(zhì)子換為氫氧根離子。氫氧根離子的相對(duì)分子質(zhì)量是質(zhì)子的17倍，這使得其遷移速度比質(zhì)子慢得多。AEM的優(yōu)勢(shì)是不存在金屬陽(yáng)離子，不會(huì)產(chǎn)生碳酸鹽沉淀堵塞制氫系統(tǒng)。AEM中使用的電極和催化劑是鎳、鈷、鐵等非貴金屬材料，且產(chǎn)氫的純度高、氣密性好、系統(tǒng)響應(yīng)快速，與目前可再生能源發(fā)電的特性十分匹配。但AEM膜的機(jī)械穩(wěn)定性不高，AEM中電極結(jié)構(gòu)和催化劑動(dòng)力學(xué)需要優(yōu)化。AEM電解水技術(shù)處于千瓦級(jí)的發(fā)展階段，在全球范圍內(nèi)，一些研究組織/機(jī)構(gòu)正在積***力于AEM水電解槽的開(kāi)發(fā)，為了擴(kuò)大這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用，仍然需要一些創(chuàng)新與改進(jìn)。興安盟小型電解水PEM電解水制氫技術(shù)被公認(rèn)為一種極具發(fā)展?jié)摿Φ木G色制氫方法。

AEM電解池是組成AEM電解系統(tǒng)的基本單位，多個(gè)AEM電解池一起組成了AEM電解模塊。大量的AEM電解模塊和多個(gè)輔助系統(tǒng)一起構(gòu)成了AEM電解水系統(tǒng)。AEM電解模塊與PEM電解槽結(jié)構(gòu)類似，其輔助系統(tǒng)包括氧氣處理和干燥系統(tǒng)、水箱、水處理凈化系統(tǒng)和交流直流轉(zhuǎn)換器等設(shè)備。陰離子交換膜AEM電解池的關(guān)鍵組成部分為陰離子交換膜組，由有機(jī)陽(yáng)離子聚合物骨架和共價(jià)附著在骨架上的陽(yáng)離子組成。陰極材料、陽(yáng)極材料和陰離子交換膜是AEM電解池的，直接影響著AEM電解池的工作效率和設(shè)備壽命。

PEM電解水制氫：原理：采用質(zhì)子交換膜作為固體電解質(zhì)，以純水為電解原料，通過(guò)直流電實(shí)現(xiàn)水電解。特點(diǎn)：該技術(shù)具有高電流密度、高純度氫氣、快速響應(yīng)以及高工作效率等優(yōu)勢(shì)。然而，其設(shè)備成本相對(duì)較高，且需要在強(qiáng)酸性和高氧化性的環(huán)境下運(yùn)行。應(yīng)用：PEM電解水制氫技術(shù)特別適用于需要高純度氫氣的領(lǐng)域，例如燃料電池汽車加氫站、食品工業(yè)以及半導(dǎo)體制造等。此外，其迅速響應(yīng)的特性也使其非常適合與可再生能源結(jié)合使用。電解水制氫系統(tǒng)涵蓋了多個(gè)關(guān)鍵組件，包括電解槽、電源系統(tǒng)、氣體分離與純化模塊、冷卻體系以及控制系統(tǒng)等。其中，電解槽作為系統(tǒng)的**，其功能在于將水高效地電解為氫氣和氧氣。電解水制氫過(guò)程中需要的主要設(shè)備包括：電解槽、氣液分離裝置、補(bǔ)水配堿裝置制氫電源及熱工控制等。

氫氣具有高能量密度、易于儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于燃料電池、航空航天、化工等領(lǐng)域。燃料電池是一種將氫氣和氧氣通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的裝置，它具有零排放、高效率、低噪音等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、飛機(jī)等交通工具；航空航天領(lǐng)域中，氫氣被用作火箭燃料，因?yàn)樗娜紵a(chǎn)生的副產(chǎn)品是水，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染；化工領(lǐng)域中，氫氣被用作還原劑、氫化劑、氫氣焊等。氫氣是一種易燃易爆的氣體，因此在制造、儲(chǔ)存和使用過(guò)程中需要注意安全。在制造氫氣的過(guò)程中，需要注意電解槽的設(shè)計(jì)、電流密度的控制、氣體的分離和純化等因素，以避免火災(zāi)和的發(fā)生；在儲(chǔ)存和使用氫氣的過(guò)程中，需要采取相應(yīng)的安全措施，如加壓儲(chǔ)存、防爆裝置、防靜電等，以確保人員和環(huán)境的安全。電解水制氫的原理非常簡(jiǎn)單，就是水在電解槽中發(fā)生電解反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣和氧氣。新鄉(xiāng)工業(yè)電解水制氫設(shè)備產(chǎn)量

在充滿電解液的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，分解成氫氣和氧氣。開(kāi)封電解水

主流電解水制氫技術(shù)堿性電解水制氫：技術(shù)成熟，已商業(yè)化，但存在電流密度低、氣體交叉混合等問(wèn)題。通過(guò)采用微間隙或零間隙結(jié)構(gòu)可提升效率，未來(lái)應(yīng)開(kāi)發(fā)低成本非貴金屬催化劑。質(zhì)子交換膜電解水制氫：具有高電流密度、高氣體純度等優(yōu)點(diǎn)，但成本高、材料腐蝕問(wèn)題突出。研究聚焦于開(kāi)發(fā)非貴金屬催化劑，降低成本并提高材料耐腐蝕性。陰離子交換膜電解水制氫：成本效益高，但處于起步階段，膜材料性能和設(shè)備應(yīng)用有待探索。未來(lái)需優(yōu)化非貴金屬催化劑，開(kāi)發(fā)新型納米結(jié)構(gòu)材料。固體氧化物電解水制氫：高溫下效率高，但穩(wěn)定性和耐久性不足。研究重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)新型材料和催化劑，解決高溫下的穩(wěn)定性問(wèn)題。開(kāi)封電解水