標準水發(fā)生器原理SPE質(zhì)子膜制氫原理

只允許水和質(zhì)子（或稱水合質(zhì)子，H3O+）穿過的膜。原理簡單說就是：水合質(zhì)子同質(zhì)子交換膜中的磺酸基結(jié)合，然后從一個磺酸基到另一個磺酸基，zui終到達另一邊。。H離子就是質(zhì)子，實際上，質(zhì)子能夠與微量水分子結(jié)合H3O+，浸透質(zhì)子膜。
SPE質(zhì)子膜的下方，就是陽極，陽極與水產(chǎn)生電解反應(yīng)：2 H2O→4H++4e+ O2  可見在陽極，2個水分子電解成4個氫離子，一個氧分子和4個電子，電子不能穿透質(zhì)子膜，只能通過外電路流動。
4個質(zhì)子通過質(zhì)子膜與陰極電子結(jié)合生成兩個氫原子： 4H++4e→ 2H2
標準水發(fā)生器SPE質(zhì)子膜制氫的主要優(yōu)點
1、在給定電流密度下效率高，因而能耗小、成本低。
2、較高的電流密度。電流密度zui高可達3A/cm2，小室電壓2.0V。一般電流密度為1A/cm2，小室電壓為1.9-2.0V，因而在相同產(chǎn)氣量下，體積小、重量輕。
3、由于電解質(zhì)是鏈式聚合物、性能穩(wěn)定，無腐蝕性液體存在，因而安全可靠、維修量小、使用壽命長。據(jù)報道，英*用的SPE電解槽已累計運行了15萬小時，也有報道稱SPE電解槽的使用壽命在20年以上。
4、電解質(zhì)為非透氣性隔膜，能承受較大的壓差，從而簡化了壓差控制，啟動和停機迅速。SPE電解槽由于采用固體聚合物電解質(zhì)，只對氫離子有單向?qū)ㄗ饔?，從根本上避免了氫氧通過隔膜混合，安全性好、氣體純度高(氫氣純度>99.99％，氧氣純度>99.99％)。