堿性電解槽電流波動(dòng)帶來哪些問題？

氫能具有能源屬性、低碳屬性和產(chǎn)業(yè)屬性，是未來能源結(jié)構(gòu)中的重要載體。

堿性電解槽電流波動(dòng)帶來哪些問題？

堿性電解槽的產(chǎn)氣量與電流密切相關(guān)，根據(jù)法拉第定律，電解產(chǎn)生的物質(zhì)的量與通過的電量（電流和時(shí)間的乘積）成正比。因此當(dāng)電流瞬間下降時(shí)，陰陽極的氫氣和氧氣產(chǎn)量按比例減少。由于電解槽內(nèi)部陰陽極之間存在串氣現(xiàn)象，隔膜的作用是盡量減少這種串氣，但仍會(huì)有一定的滲漏。產(chǎn)氣量下降時(shí)，串氣后的氣體相對(duì)濃度會(huì)增加。在很低的電流下運(yùn)行時(shí)，氧中氫的濃度可能達(dá)到4%的最低爆炸極限，是非常嚴(yán)重的安全隱患。

電解槽工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，產(chǎn)熱量與電流大小有關(guān)。當(dāng)電流下降后，產(chǎn)熱量也隨之下降。然而，冷卻系統(tǒng)無法快速響應(yīng)這種熱量變化，會(huì)導(dǎo)致電解槽的溫度下降。電極反應(yīng)速率通常與溫度有關(guān)，溫度降低，反應(yīng)分子的運(yùn)動(dòng)速度減慢，有效碰撞減少，從而導(dǎo)致電解效率下降。

當(dāng)電流瞬間上升時(shí)，陰陽極的氫氣和氧氣產(chǎn)量增加。在電極表面會(huì)產(chǎn)生大量氣泡，這些氣泡容易覆蓋電極的催化活性位，阻礙了反應(yīng)物與催化劑的接觸，催化反應(yīng)阻力增大。根據(jù)能斯特方程和塔菲爾方程，反應(yīng)阻力增大時(shí)，過電位會(huì)隨之升高，表現(xiàn)為電解槽小室電壓升高。

同時(shí)，電流上升時(shí)，電解液在電極表面的供給會(huì)滯后。這是因?yàn)殡娊庖旱墓┙o速度可能跟不上反應(yīng)速度的突然增加，存在一定的滯后性。進(jìn)而導(dǎo)致大面積電極表面的反應(yīng)不均，部分區(qū)域反應(yīng)過快，產(chǎn)生局部熱點(diǎn)。這些局部熱點(diǎn)可能會(huì)損壞電極材料或者隔膜，影響電解槽的使用壽命和性能。