532
PEM電解槽在運(yùn)行過程中，陰極端的氫氣穿過PEM滲透到陽極端，形成“氫氧互串”的問題，當(dāng)氧中氫濃度超過限值，就可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸安全事故。
研究表明，氫氣由濃差極化引起的由高濃度（陰極側(cè)）向低濃度（陽極側(cè)）擴(kuò)散，氣體滲透問題主要受PEM厚度、溫度、電流密度等因素的影響。比如，膜電極的PEM越厚，氣體滲透問題就越小，但PEM增厚又會(huì)增加電阻，降低電解制氫性能。
應(yīng)用高壓PEM電解槽測(cè)試臺(tái)展開膜電極的氣體滲透問題研究，用試驗(yàn)測(cè)量的方法，模擬電解制氫運(yùn)行時(shí)的溫度、壓力等條件，全面評(píng)估各類參數(shù)對(duì)滲透的影響，分析不同運(yùn)行電流密度下的氣體滲透行為，探索膜電極的氣體滲透機(jī)理。進(jìn)而探索開發(fā)既能降低串氣風(fēng)險(xiǎn)、又能提升制氫性能的新型膜電極產(chǎn)品。
然而，隨著電流密度不斷提高，電化學(xué)反應(yīng)越發(fā)劇烈，氫含量越高，導(dǎo)致溶解的過飽和度升高，反而會(huì)加劇氫氣滲透。
同理，氫氣中混入了過多的氧氣，就意味著電解反應(yīng)不完全或存在問題。氧氣濃度超過一定的范圍時(shí)，氫氧混合氣體的燃燒性就會(huì)大大增強(qiáng)，從而使整個(gè)設(shè)備變得不安全。
一般來說，氧氣中氫氣的含量應(yīng)小于4%VOL，以達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)實(shí)中，在2%（標(biāo)準(zhǔn)值的50%）就會(huì)有安全預(yù)警。
一邊是要合理的電流密度提升電解效率，另一邊要控制氧中氫濃度保證運(yùn)行安全，科研人員要如何科學(xué)決策呢？依據(jù)就是電解槽設(shè)備的高精度氧中氫/氫中氧檢測(cè)能力。
