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制氢碱液中加入五氧化二钒、重铬酸钾添加剂的作用?


水电解制氢中加入添加剂的主要目还是为了降低电耗,这也是一种投资小而节能效果明显的方法。

制氢碱液中加入重铬酸钾:

重铬酸钾是一种橙红色的粉末,在碱性溶液中主要以络酸根(Cr2O7)2-离子存在,它是一种强氧化剂。当其发生氧化作用时,铬由+6价变为+3价。通过在电解液中定期加入重铬酸钾粉末,可以使电极表面的杂质被强烈氧化,增加电极的表面活性,从而降低极间电圧,达到节能的目的;此外加入重铬酸钾后,会在极板上形成钝化膜,可以减轻碱液对电解槽腐蚀。

缺点:重铬酸钾易形成晶体,在碱液长期不循环的情况下,易堵塞小室通道等;加入过量不仅容易结晶,同时还会增加电耗。

添加量控制在千分之二以内。

制氢碱液中加入五氧化二钒:

五氧化二钒是一种黄色粉末,属于剧毒物质,易溶于碱液而生成钒酸盐,具有强烈的氧化性,有催化性,可将水电解制氢极板间电解出的碎小气泡聚集成大气泡,使氢气从电解液中分离的速度加快,从而降低电解液的含气度,达到降低小室电压的目的;同时,五氧化二钒溶于强碱溶液后,使溶液离子强度增加,溶液的导电性与离子强度有关,即增加了溶液的导电性,降低了电解小室电位。

V2O+ 6OH=2 VO43- + 3H2O    

五氧化二钒溶于强碱溶液生成钒酸盐   V2O5+2KOH=2KO3V(偏钒酸钾)+H2O  

根据   离子强度公式  I=(∑mz^2)/2      m是一种离子的质量摩尔浓度,z是离子电荷数,前面符号为求和公式

KO3V(偏钒酸钾)溶液的离子强度 为 I=(m1x12 + m2x12)/2    m为K+离子的质量摩尔浓度,m2为O3V-离子的质量摩尔浓度; 结合原KOH溶液的离子强度,发现其离子强度增加,溶液的导电性增强。

缺点:毒性强,易产生粉尘。

制氢碱液中加入高锰酸钾:

近期有些厂家在制氢设备中加入高锰酸钾,以降低电耗,高锰酸钾具有强氧化性,同时极易溶于碱液,可以使电极表面的杂质被强烈氧化,增加电极的表面活性,从而降低极间电圧,达到节能的目的;

缺点:高锰酸钾加热会生成氧气,添加过多的高锰酸钾会增加氢气中的含氧量,降低氢气纯度。





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