电解槽极化测试及数据分析

2024-07-15 18:01:15· 来源：特嗨氢能检测

由于存在极化损失，电解槽运行过程中工作电压往往偏离理论上的可逆电压，从而影响电解槽的效率。极化损失主要包括活化损失、欧姆损失、传质损失，分离三类极化损失可以帮助研发人员优化电解槽设计，也可为电解槽性能衰减机理分析提供帮助。

01 极化曲线的测试

通过测量电解槽在不同电流密度下的电压响应，即可得到极化曲线。极化曲线可以评估电解槽在不同电流密度下的性能，确定电解槽的电压效应、极化特性及运行效率等，典型的极化曲线如下图所示。

02 极化损失的意义

极化损失的增加代表着电解槽内部零部件出现的变化。如果活化损失上升较快，往往意味着催化层出现了明显的性能衰减；如果欧姆损失增大，则很可能意味着膜电导率降低，界面接触变差等；造成传质损失上升的原因较为复杂，包括多孔材料性能衰减造成的传输阻力增大等。

03 极化损失的解析

根据上面的阐述，实际测量得到电解槽的电压V测量可以简单的表述成下式：

通过以下6个基本步骤即可大致完成三类极化损失的解析分离：

1.由电流密度和HFR值的乘积得到欧姆损失；

2.由实际测量的电压减去欧姆损失得到欧姆补偿后的电压；

3.在低电流密度区域选取3~4点绘制电流密度和电压的Tafel曲线，进行拟合得到回归方程；

4.将所有电流密度带入回归方程，得到各电流密度下的拟合电压；

5.由拟合电压与理论电势的差值得到活化损失；

6.由电压与拟合电压的差值得到传质损失。

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