PEM电解水制氢电解槽的进水要求

PEM电解水制氢是一种清洁高效的氢气生产技术。其核心设备为PEM电解槽，它利用聚合物电解质膜(PEM)和电解技术将水分解为氢气和氧气。

PEM电解槽基本由PEM膜、阳极、阴极、隔膜、极板、梁板和端板等组成。在电场作用下，水在PEM膜两侧分解为氢离子和氧气。氢离子穿过PEM膜至阴极并得到电子生成氢气放出，氧气在阳极放出。PEM膜阻止氧气和氢气混合，实现高纯度气体生产。

PEM电解槽的主要优点是效率高、体积小、动力响应快，非常适合小型分散式氢能系统和氢气加注站。PEM电解槽对水质有较高要求:

1. 电导率：<0.1μS/cm，否则影响产氢量和效率。

2. 总溶解固体(TDS)：<10ppm，避免杂质穿过PEM膜。

3. 硬度：<0.02mmol/L(0.7mg/L CaCO3)，防钙离子损害PEM膜。

4. 主要离子(Na+、Ca2+、Fe2+、Cl-等)：<0.1ppm，Cl-最好<0.05ppm。

5. 无机不纯物(SiO2、PO43-等)：<0.01ppm。

6. 重金属离子(Cu2+、Ni2+、Cr3+等)：<0.01ppm。

7. 细菌数：<10CFU/ml，避免生物膜污染PEM膜。

8. pH值：6.5-7.5。过酸或碱破坏PEM膜。

9. 氧含量：<8ppm，避免阴极生成过量气体。

10. 余氯：<0.1ppm，防氯对PEM膜损害。

除上述要求外，有机物和硅油等非离子杂质也应严格控制。只有采用超纯水，PEM电解槽才能高效运行，实现设计的氢气产量和使用寿命。

综上，PEM电解水制氢是产生高纯度氢气的关键技术，但其商业化应用还面临PEM电解槽成本高和对水质要求严格等挑战。未来，随着技术进步和市场扩大，PEM电解水制氢必将在更广范围内得到应用。