碱水制氢电解槽是碱性电解水制氢系统的“心脏”，即为核心设备。之所以这么说，是因为：

电解槽的性能与整个制氢系统的制氢效率有着直接的关系

电解槽的制造成本在整个设备制造成本中占有很大的比例，而且设备在单位时间内的产氢量越大，电解槽所占整个设备制造成本的比例就越高

碱性电解水制氢设备的电解槽的结构及工作原理

虽然不同厂家生产的电解槽的内部结构形式多有不同，但大体上包括双极板、极框、阳极电极、阴极电极、隔膜、密封垫等，部分电解槽还专门设置有集流器，外部有端压板、螺栓和螺母紧固件等

在碱水制氢电解槽的外侧，分别设置有外接氢侧出口、外接氧侧出口及电解液进口。电解槽运行时，电解液从下侧的进口进入电解槽，在每个电解小室内将水电解为氢气和氧气，氢气与电解液的混合液从氢侧出口流出，氧气与电解液的混合液从氧侧出口流出

碱水制氢电解槽主要零部件

01双极板

双极板也称为主极板，通过将电解槽的内部空间分开，形成多个电解小室。

部分类型的双极板上设计有凹凸不平的结构，其作用是提高电流密度，进而提高制氢效率。通常使用耐碱性腐蚀并且具有良好导电性的金属材料制造双极板。如图3所示。

02极框

一般在双极板的外侧安装极框，上面有流体的流道和密封线，采用金属或塑料材质制作。在制造工艺上，为了方便电解槽组装，并且减少漏点，可将极框与双极板直接做为一体，形成的部件被称为极板。

03电极

电解槽的产氢效率取决于阳极电极和阴极电极。碱性电解水制氢的电极材料需具备三个性能：

快速的吸氢、脱氢能力，材料结构稳定，良好的导电性能

高比表面积，进而增大有效电解表观电解面积的电流密度

具有成本优势的非贵金属催化剂

目前碱性电解水所用的电极材料多为镍基材料，包含镍基合金析氢电极、镍基复合析氢电极等。

04隔膜

碱水制氢电解槽所用隔膜为渗透隔膜，具有耐碱腐蚀、孔径小、孔隙率大、亲水性好等特点，能够防止电解小室中的氢氧侧气体混合。

传统电解槽所用隔膜为石棉材料，但由于其危害性大，已被非石棉材料所代替。

05集流器

集流器与电极、双极板紧挨，具有较高的比表面积。其作用与双极板上凹凸不平的结构一致，都是用来提高制氢电解槽的电流密度。

电解水制氢设备电解槽工作流程

当电解水（电阻率大于1MΩ/cm，电子或分析行业用的去离子水或二次蒸馏水皆可）送入电解槽阳极室，通电后水便立刻在阳极分解：2H2O=4H+2O-2，分解成的负氧离子（O-2），随即在阳极放出电子，形成氧气（O2），从阳极室排出，携带部份水进入水槽，水可循环使用，氧气从水槽上盖小孔放入大气。氢质子以水合离子（H+XH2O）的形式，在电场力的作用下，通过SPE离子膜，到达阴极吸收电子形成氢气，从阴极室排出后，进入气水分离器，在此除去从电解槽携带出的大部分水份，含微量水份的氢气再经干燥器吸湿后，纯度便达到99.99以上。