金剛石MPCVD氫氣發生器工作原理基于電解水技術,采用貴金屬電極和固態電解膜分理技術,確保產生的氫氣純度高達99.999%以上。設備配備了高靈敏度壓力控制系統和流量自動跟蹤系統,保證壓力穩定性小于0.001Mpa,同時能夠根據實驗需求自動調節氫氣流量。
金剛石MPCVD氫氣發生器主要由電解池、金剛石電解質、電極、水供給系統、氣體分離系統和控制系統等部分組成,各組成部件的功能特點如下:
1.電解池:電解池是核心部件,是水發生電解反應的場所,包含了金剛石電解質和電極。它為電解反應提供了一個相對穩定的環境,使電解過程能夠持續、高效地進行。
2.金剛石電解質:
1)采用金剛石薄膜:因其具有優異的電導性和化學穩定性,被選作電解質。在電解過程中,能夠在高電壓、高電流密度下長期穩定運行,有效分離水分子中的氫離子和氧離子,促進氫氣的生成,保證了氫氣和氧氣的有效分離,從而保證了氫氣的高純度。
2)高選擇性:金剛石電化學膜的高選擇性使得產生的氫氣純度較高,通常可達到99.999%以上,滿足MPCVD技術及其他高端應用對于高純度氫氣的需求。
3.電極:設置陽極和陰極:通常采用耐腐蝕材料如不銹鋼或鉑等貴金屬制成。陽極負責吸引氫離子,而陰極則吸引氧離子,通過施加電壓使電解質上發生氧化還原反應,從而完成水的電解過程。
4.水供給系統:提供純凈原料水:為確保連續穩定的氫氣產出,設備需配備純凈水供給系統,以提供高純度的原料水。去離子水或高純度水是常用的選擇,以避免雜質對電解過程的影響。
5.氣體分離系統:分離氫氣和氧氣:產生的氫氣和氧氣需通過精密的氣體分離系統進行分離,并進一步經過純化處理以去除可能殘留的水分和其他雜質。這一步驟對于確保氫氣的高純度至關重要。
6.控制系統:實時監測與調整:集成微電腦控制系統用于實時監測設備的運行狀態,包括電解電壓、電流、溫度以及氫氣的流量和純度等參數。同時,該系統還能根據需要自動調整操作條件,以確保氫氣發生器的穩定運行。部分現代MPCVD氫氣發生器的控制系統還能夠實現遠程監控、故障診斷和自動維護等功能,提高了設備的自動化水平和運行效率。