国内首台带压可视化电解槽正式发布

2025-06-10 08:00 水电解

2025年06月10日,[山东氢舟绿能技术开发有限公司] 隆重宣布,国内首台带压可视化电解槽正式面向市场发布。

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图片为3D示意图

这款电解槽凭借其卓越的可观测特性与创新设计,将为氢能领域的科研及槽体内部特征展示带来革命性突破,尤其在流体仿真及相关研究方面具备显著的正向指导作用。


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图片为真实图片,可视化电解槽视窗部分


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一、技术突破与创新设计

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(一)高仿真工作状态模拟

该电解槽可在 30% 浓度氢氧化钾电解液、1.6MPa压力以及 90 ℃高温的严苛条件下稳定运行,完美复刻带压金属电解槽的真实工作状态。

其工作压力范围能够精准匹配实际工业需求,这使得科研人员在实验室环境中就能获取高度贴近工业生产的实验数据,极大地缩短了从实验室研究到工业应用的转化周期。


(二)独特的可视化设计

电解槽直径设计为 300 - 500mm,采用定制特殊透明材质及可视化窗口设计,允许研究人员直接观测内部反应情况。

这一创新让原本难以捕捉的反应细节,如气泡在支撑网侧的产生、生长及逸出过程清晰可见,为深入研究电解过程中的气液固三相行为提供了直观依据,有助于科研人员更好地理解反应机理,优化工艺参数。


(三)强大的流体分析能力

在流体仿真领域,本电解槽发挥着不可替代的正向指导作用。通过搭配制氢测试系统内部的先进的传感器技术和数据采集系统,它能够精确测量并记录电解过程中流体的流速、流量、压力、进出口温度等关键参数。

这些数据对于构建精准的流体动力学模型至关重要,科研人员可以据此对电解槽内部流场进行深度解析,进而优化流道设计,提高流体传输效率,减少能量损耗,最终提升电解槽的整体性能和制氢效率。


(四)精确的温度场分布监测

可以搭配辅助的高精度温度传感器,能够实时监测电解槽内部各区域的温度变化,生成详尽的温度场分布图谱。

这对于研究温度对电解反应速率、产物纯度以及电极寿命的影响意义重大。

通过对温度场的精准把控,科研人员可以优化冷却系统设计,确保电解槽在高效、稳定的温度条件下运行,避免因局部过热或过冷导致的性能下降及设备损坏。


(五)支撑网结构创新筛选

在对支撑网结构的选型上,研发团队深入调研了市面上常见的菱形支撑网、泡沫镍、方形扰流网、方形波浪网、弹性网等多种结构,并进行了大量对比实验与分析。

  • 泡沫镍

    :具有较大的比表面积、高孔隙率及良好的透气性,能够有效促进电解液与电极的充分接触,加速反应进行。在本电解槽中应用泡沫镍结构,极大提升了反应活性位点数量,使得电解反应更加高效,对提升整体制氢效率贡献显著。
  • 菱形支撑网

    :其独特的菱形网格设计,受力均匀,在承受较大压力和冲击时表现出色,能确保电解槽内部结构稳定。同时,菱形网的结构有利于流体在其表面形成较为规则的流动状态,减少流体阻力,辅助科研人员更清晰地研究流体在规则流道下的行为特征,为优化流道设计提供有效参考。
  • 方形扰流网

    :通过特殊的方形结构对流体进行扰动,可有效打破边界层,增强流体的混合效果,让电解液中的离子分布更加均匀。这对于提升电解反应的一致性,避免局部浓度差异导致的反应不均衡具有重要意义,为提高产物纯度和稳定性提供了有力支撑。
  • 方形波浪网

    :波浪形的表面增加了流体的流动路径,延长了流体在电解槽内的停留时间,使反应更加充分。并且,其结构有助于产生特定的紊流效果,进一步促进物质传递与能量交换,在提高电解效率和优化反应动力学方面发挥积极作用,也为流体仿真中研究复杂紊流状态提供了理想模型。
  • 弹性网

    :具备良好的弹性变形能力,能够适应电解过程中因温度、压力变化导致的微小结构形变,保证支撑网与其他组件的紧密配合,维持电解槽运行的稳定性。同时,弹性网在受到流体冲击时,其弹性特性可对流体产生一定的缓冲作用,影响流体的流动轨迹,为研究弹性边界条件下的流体行为提供了新的视角。


经过多轮严格测试与评估,本电解槽可搭配目前市面上所有的支撑网结构组合方案,充分发挥结构的优势,不仅保障了同一条件下电解槽的稳定运行,更在提升流体仿真研究的准确性与全面性上实现了质的飞跃 。


(六)极板进出口定制化服务

本电解槽在设计上充分考虑到不同科研场景和工业应用的多样化需求,特别推出极板进出口定制化服务。


客户可根据自身实验或生产工艺的特殊要求,自由选择进出口的数量、尺寸、形状及布局方式。无论是单进单出、多进多出的流体循环模式,还是圆形、方形、椭圆形等特殊形状的接口,亦或是对进出口角度、间距的精准把控,我们的专业团队都能提供从方案设计、技术论证到生产制造的一站式定制服务。

这种高度灵活的定制选项,不仅能够满足客户对流体流动方向、流量分配的个性化需求,更能帮助科研人员精准模拟特定工况下的流体行为,为流体仿真研究提供更贴合实际的实验条件,极大提升研究成果的可靠性与实用性。


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二、对科研及产业的重要意义

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(一)助力科研攻坚

在学术研究方面,该电解槽为高校、科研机构、电解水制氢企业、仿真单位等的科研人员提供了强大的实验平台。

无论是开展基础的电解水制氢机理研究,还是探索新型电极材料、电解液配方,亦或是优化电解槽结构设计,这款带压可视化电解槽都能提供丰富且准确的数据支持,加速科研成果的产出,推动氢能领域基础研究的深入发展。


(二)推动产业升级

对于氢能产业而言,本产品的问世将有力促进产业技术升级。它能够帮助企业在产品研发阶段快速验证新设计、新工艺的可行性,降低研发成本和风险。

在生产过程中,基于电解槽提供的精准数据,企业可以优化生产流程,提高产品质量和生产效率,增强在国际市场上的竞争力,为我国氢能产业迈向全球领先地位奠定坚实基础。



上述视频为300mm可视化带压电解槽在某电流电压某压力下,菱形支撑网的气泡状态观测

此次发布的国内首台带压可视化电解槽,标志着我国在氢能核心装备制造领域取得了重大进展。我们相信,它将在未来的科研及产业发展中发挥关键作用,为推动全球氢能经济的繁荣贡献中国力量。



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文 |力阳
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