高純氫氣發(fā)生器是一種通過電解水或化學反應現(xiàn)場制備高純度氫氣（純度≥99.999%）的設備，廣泛應用于實驗室、電子工業(yè)、半導體制造、燃料電池測試等領域。其核心優(yōu)勢在于即產(chǎn)即用、安全便捷，避免了高壓氣瓶存儲和運輸?shù)娘L險，同時確保氫氣純度滿足精密分析或工藝需求。采用膜滲透技術。工作原理為在電場的作用下，電解池陽極產(chǎn)生氧氣陰極產(chǎn)生氫氣，氧氣經(jīng)液路被釋放到大氣中，而氫氣則進入凈化系統(tǒng)后輸出。
1、電解槽
功能：核心反應部件，通過電解水（H?O）產(chǎn)生氫氣和氧氣。
組成：
陽極和陰極：通常采用耐腐蝕、高導電性的材料（如鈦基涂層釕銥氧化物電極）。
隔膜或質(zhì)子交換膜：分隔氫氣和氧氣，防止混合爆炸。
電解液：一般為堿性溶液（如KOH），提高電解效率。
作用：將水分解為高純氫氣和氧氣。
2、氣體分離與收集系統(tǒng)
功能：分離電解產(chǎn)生的氫氣和氧氣，并分別收集。
組成：
氣液分離器：去除氣體中的電解液霧滴。
儲氣罐或緩沖罐：儲存氫氣，穩(wěn)定輸出壓力。
單向閥：防止氣體回流，確保安全。
特點：氫氣和氧氣需嚴格分離，避免混合形成爆炸性混合物。
3、凈化系統(tǒng)（Purification System）
功能：去除氫氣中的雜質(zhì)（如氧氣、水分、氮氧化物等），確保高純度。
組成：
干燥器：使用硅膠、分子篩或膜干燥技術去除水分。
催化劑床：通過鈀催化劑或活性炭吸附氧氣和其他活性雜質(zhì)。
過濾器：去除顆粒物和殘留電解液。
作用：將氫氣純度提升至99.999%以上（典型值5N~6N）。
4、壓力調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)
功能：控制氫氣的輸出壓力和流量，確保穩(wěn)定供應。
組成：
壓力傳感器：實時監(jiān)測氫氣壓力。
減壓閥：調(diào)節(jié)輸出壓力，適應不同應用場景。
流量控制器：精確控制氫氣流量（如質(zhì)量流量控制器）。
特點：壓力和流量需可根據(jù)用戶需求設定，自動化程度高。
5、冷卻系統(tǒng)（Cooling System）
功能：帶走電解過程中產(chǎn)生的熱量，維持電解槽溫度穩(wěn)定。
組成：
水冷系統(tǒng)：通過循環(huán)水冷卻電解槽。
散熱風扇或散熱器：適用于小型設備的空氣冷卻。
作用：防止電解槽過熱導致效率下降或設備損壞。
6、電源與控制系統(tǒng)
功能：為電解槽提供穩(wěn)定電流，并監(jiān)控設備運行狀態(tài)。
組成：
直流電源：提供可調(diào)電流（如0~100A），支持恒流或恒壓模式。
控制器：
設置電解參數(shù)（電流、電壓、溫度）。
顯示實時數(shù)據(jù)（如氫氣純度、壓力、流量）。
故障報警（如過壓、過溫、電解液不足）。
特點：智能化控制，支持遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄。
7、電解液循環(huán)與補充系統(tǒng)
功能：維持電解液濃度和液位，確保持續(xù)運行。
組成：
循環(huán)泵：推動電解液在電解槽內(nèi)流動，避免局部過熱。
液位傳感器：監(jiān)測電解液量，及時提醒補充。
自動補水裝置：連接純凈水水源，保持液位穩(wěn)定。
作用：延長電解槽壽命，減少人工維護頻率。
8、安全保護裝置
功能：防止設備故障或操作失誤引發(fā)危險（如爆炸、漏電）。
組成：
壓力釋放閥：防止儲氣罐超壓爆炸。
防爆泄壓口：排放異常氣體，確保設備安全。
漏電保護開關：防止電氣系統(tǒng)短路。
氧氣濃度監(jiān)測：檢測并報警氧氣殘留超標。
作用：保障設備和操作人員的安全。
9、外殼與結(jié)構(gòu)設計
功能：保護內(nèi)部組件，方便安裝和維護。
特點：
采用耐腐蝕材料（如不銹鋼或工程塑料）。
模塊化設計，便于更換零部件（如電解槽、過濾器）。
抗震防滑底座，降低運行噪音。
