【作者】

贾浩然; 赵志统; 侯鑫慧; 李国祥; 白书战; 孙柯

【单位】

山东大学; SHANDONG UNIVERSITY

【摘要】

碱性水电解（AWE）因寿命长、成本低，是当前绿氢生产的主要技术之一。但在提高电解效率和降低氢气交叉之间存在的矛盾，限制了其进一步的发展和推广。本文建立了涵盖热力学、电压极化特性、气泡效应气体交叉机理的综合模型，实现了电化学性能与气体纯度的耦合模拟，并通过实验数据对比验证了模型的可靠性。研究表明，温度升高能有效降低可逆电压与欧姆过电位，改善效率，但在分离循环下会加剧氢气跨膜扩散，降低气体纯度；电解液流量对电化学性能影响有限，但在混合循环中流量增大会显著恶化气体纯度；隔膜厚度减小有助于降低电阻、提升效率，但会缩小电解槽的低负荷运行范围。整体来看，效率提升与纯度保持存在固有矛盾，单一优化往往难以兼顾，需通过多参数协同调控实现平衡。本文提出的模型不仅揭示了不同操作条件下效率与纯度的耦合规律，也为碱性电解槽的工况优化和系统设计提供了理论依据，对开发高效、低能耗且运行安全的碱性电解水制氢技术具有参考价值。

【关键词】

碱性电解水;电压极化特性;气体纯度;数值模拟

【论文集名称】

前沿与创新动力技术

【会议名称】

设计与智能制造2025学术年会

【会议时间】

2025-11-7至2025-11-10

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