氫氣發(fā)生器中設(shè)有低液位報警系統(tǒng)和防過液裝置,能夠有效防止儀器因電解液蒸發(fā)缺水從而損壞電解槽。防過液系統(tǒng),杜絕了因誤操作而引起的返液現(xiàn)象,保證了儀器的安全運行,使儀器更加穩(wěn)定、可靠、安全、操作更方便。氫氣發(fā)生器應(yīng)安放在無易燃、易爆、無腐蝕性氣體環(huán)境中使用。工作環(huán)境溫度5~40℃,濕度35~90%(相對濕度)。工作時應(yīng)放置平穩(wěn),并且盡量靠近用氫儀器或設(shè)備。左右及后方應(yīng)留有不小于40mm的空間;搬運前應(yīng)排空貯液桶中的電解液,氫氣發(fā)生器搬運過程中應(yīng)避免較大傾斜、沖擊、震動。
氫氣發(fā)生器的工作原理是以氫氧化鉀溶液作電解液,通過電解而獲得氫氣。氫氧化鉀是強電解質(zhì),在水溶液中能全部離解成帶正電荷的鉀離子和帶負(fù)電荷的氫氧根離子,并與水形成合離子。由于溶液中有大量的離子存在,當(dāng)直流電作用下,溶液中正負(fù)離子分別向兩極移動,在電解池內(nèi)陰極產(chǎn)生氫氣,陽極產(chǎn)生氧氣,氫氣通過陰極出口進(jìn)入氣水分離器、冷凝分離后,經(jīng)防過液裝置再進(jìn)入到過濾器中,經(jīng)吸附凈化從出氣口*地輸出。而氧氣則從電解池儲液筒排氧口自然放掉。
氫氣發(fā)生器產(chǎn)出的氫氣有兩種不同的來源。下面對這兩種工作原理進(jìn)行簡易的比較:一、純水電解制氫 把滿足要求的電解水(電阻率大于1MΩ/cm,電子或分析行業(yè)用的去離子水或二次蒸餾水皆可)送入電解槽陽極室,通電后水便立刻在陽極分解:2H2O=4H++ 2O-2,分解成的負(fù)氧離子(O-2),隨即在陽極放出電子,形成氧氣(O2),從陽極室排出,攜帶部份水進(jìn)入水槽,水可循環(huán)使用,氧氣從水槽上蓋小孔放入大氣。氫質(zhì)子以水合離子(H+?XH2O)的形式,在電場力的作用下,通過SPE離子膜,到達(dá)陰極吸收電子形成氫氣,從陰極室排出后,進(jìn)入氣水分離器,在此除去從電解槽攜帶出的大部分水份,含微量水份的氫氣再經(jīng)干燥器吸濕后,純度便達(dá)到99.999%以上。二、堿液電解制氫 工作原理是傳統(tǒng)隔膜堿液電解法。電解槽內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)為氫氧化鉀水溶液,兩極室的分隔物為航天電解設(shè)備用隔膜,與端板合為一體的耐蝕、傳質(zhì)良好的格柵電極等組成電解槽。向兩極施加直流電后,水分子在電解槽的兩極立刻發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),在陽極產(chǎn)生氧氣,在陰極產(chǎn)生氫氣。
反應(yīng)式如下: 陽 極: 2OH--2e → H2O+1/2O2↑ 陰 極: 2H2O +2e → 2OH- +H2↑ 總反應(yīng)式: 2H2O → 2 H2↑ +O2↑ 。
氫氣發(fā)生器對壓控、過壓保護(hù)、流量顯示、流量追蹤等均實行自動控制;使輸出氫氣能在恒壓下,根據(jù)氣相色譜儀用氫氣量,實現(xiàn)全自動調(diào)節(jié)(在產(chǎn)氣量范圍內(nèi))。
氫氣發(fā)生器根據(jù)使用的頻率,及時更換變色硅膠,其他過濾材料在兩三個月更換一次;新配置的電解液,當(dāng)水減少時,直接添加二次蒸餾水或去離子水就可以,注意不要超過上水位線,當(dāng)使用兩三個月的時間后,將電解液從電解池中倒出,重新配比電解液,一般為15%的KOH溶液;使用氫氣發(fā)生器的過程中,注意儀器外部連接件不要漏氣,以確保氣體的流量和壓力穩(wěn)定;更換過濾材料時,注意過濾器蓋及底座部分是否擰緊;更換電解液時,注意不要將電解液灑到儀器上,防止腐蝕。