【應用】電解槽氧氣在線監測系統/電解水制氫氧分析儀在制氫電解槽中的應用

在制氫電解槽運行過程中，氫氣中的氧氣濃度直接影響生產安全與氫氣品質。過高的氧濃度（通常要求<0.5%）不僅會降低燃料電池等下游應用的效率，還可能形成爆炸性混合氣體（氫氣的爆炸極限為4%-75%）。因此，實時、精準的氫中氧在線檢測技術是保障制氫安全與質量的關鍵環節。

《GB/T 3634.2-2011 》 純氫、高純氫和超純氫的技術要求規定

目前工業應用中，氫中氧檢測主要采用電化學法、熱導法和氣相色譜法，其特點對比如下：

其中，電化學氧分析儀憑借其高靈敏度、快速響應和低成本優勢，成為制氫現場*常用的在線監測方案。

電化學氧分析儀的核心應用

? 電化學傳感器基于伽伐尼電池或極限電流原理：

? 氣體滲透：氫氣樣本通過透氣膜擴散至傳感器內部。

? 電化學反應：氧氣在陰極發生還原反應（O? + 4H? + 4e? → 2H?O），產生微電流。

? 信號輸出：電流大小與氧濃度成正比，轉換為4-20mA或數字信號。

典型應用場景

l 堿性電解槽（AWE）：監測陰極氫氣中的微量氧（0-1000ppm），防止爆炸風險。

l PEM電解槽：檢測質子交換膜滲透氧，優化運行效率。

l 應急保護：當O?濃度超限（如>0.3%）時，聯動氮氣吹掃系統或停機

技術優勢

l 高精度：可檢測ppm級甚至ppb級氧含量，誤差<±2%。

l 抗干擾：僅對氧氣響應，不受H?、CO?、水蒸氣等干擾。

l 低維護：無運動部件，僅需定期更換電解液（傳統型）或傳感器模塊（固態型）。

系統集成與智能化發展

現代氫中氧檢測系統通常包含：

? 采樣與預處理單元：過濾顆粒物、除濕，確保檢測準確性。

? 多傳感器融合：結合電化學與熱導法，覆蓋全量程（0.1ppm-5%）。

? 智能控制：通過物聯網（IoT）實現數據遠程監控，AI算法預測氧濃度趨勢并自動調節電解槽參數。

案例：

某綠氫項目采用電化學傳感器+PID控制，使氧氣滲透率降低40%，年維護成本減少30%。

其中，電化學氧分析儀憑借其高靈敏度、快速響應和低成本優勢，成為制氫現場*常用的在線監測方案。

氫中氧在線檢測技術是制氫安全與效率的核心保障。電化學氧分析儀以其快速、精準、高性價比的特點，已成為主流選擇。未來隨著新材料與智能化技術的應用，該技術將進一步推動氫能產業的高質量發展。