降低电解水过程中传质过电压技术的研究进展

来源：化学通报杂志2024年第1期北京时间：

作者：赵宁,张士荣,曹雪普,周理龙,韩继龙,李正杰

摘要：目前电解水技术中因反应过电压和传质过电压的存在使得电解效率较低，现有研究大多侧重开发活性更高的催化剂来降低反应过电压，提高电解效率。本文主要从气液流动和电解液内发生的传质的角度出发，对降低电解过程中传质过电压的技术进行综述：包括设置磁场，超声场，超重力场，并对其强化原理进行分析；另外，对通过优化电解过程操作条件来降低过电压的方法也进行了综述：包括改变电解槽操作温度、操作压力和供电方式。磁场变化可以加速离子迁移；超声场能有效降低电解液中弥散气泡的平均粒径和气泡脱离时间，加强传质；超重力会提供更强的传质驱动力，气泡也更易从电极表面脱离；温度升高可以加快反应速率，降低电能消耗，但需要提高压力来调节氢气在电解液中的溶解度，可能导致设备成本上升；脉冲电源供电比传统稳定的直流电源能耗更低。

关键词：电解水,传递过电压,外力场强化,操作条件优化,,

基金资助：国家自然科学基金项目(22108060)、河北省自然科学基金项目(B2021208026)和化学工程联合国家重点实验室开放课题(SKL-ChE-21B02)资助