近年來，氫能產業作為新一代清潔能源正在迅速發展中，也在我國“碳中和、碳達峰”戰略中發揮著舉足輕重的作用。氫的其中一種主要來源是電解水，電解設備也成為了氫能儲能的重要裝備。而超聲波噴涂是將碳基催化劑漿料噴涂到用于制氫的電解質膜上的理想選擇。那么高壓放大器在超聲波噴涂電解制氫產業中具體有哪些應用呢？今天Aigtek安泰電子就帶大家了解一下。

　　電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)水(shui)(shui)制氫(qing)的技術路線，目前主要分(fen)為三(san)種：固體氧化物電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)水(shui)(shui)制氫(qing)、堿性電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)水(shui)(shui)制氫(qing)、以(yi)及質(zhi)子交換膜（PEM）電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)水(shui)(shui)制氫(qing)。

　　其中，固體氧(yang)(yang)(yang)化物電解(jie)水制氫以(yi)(yi)Ni/YSZ多孔(kong)金屬陶瓷(ci)為陰極,以(yi)(yi)鈣鈦礦型(xing)氧(yang)(yang)(yang)化物為陽極,在(zai)陰極上(shang)的水被電解(jie)為氫氣和氧(yang)(yang)(yang)離(li)子,氧(yang)(yang)(yang)離(li)子穿過(guo)電解(jie)質層到達陽極,在(zai)陽極上(shang)失去電子形成氧(yang)(yang)(yang)氣。

　　但目(mu)前，該技術(shu)還處在(zai)試驗階段,存在(zai)使(shi)用溫度高、投入大、啟停慢、循環壽命低等(deng)技術(shu)壁壘(lei)

　　堿(jian)性(xing)(xing)電(dian)解(jie)(jie)水制氫(qing)電(dian)解(jie)(jie)槽，則(ze)由極板(ban)、電(dian)解(jie)(jie)質(zhi)、電(dian)極、催化劑(ji)、隔(ge)膜(mo)等部分(fen)組成(cheng)。堿(jian)性(xing)(xing)電(dian)解(jie)(jie)水的(de)(de)電(dian)解(jie)(jie)質(zhi)為質(zhi)量百分(fen)數（wt%）為30%的(de)(de)KOH或NaOH溶液。電(dian)解(jie)(jie)狀態下，陰極水得電(dian)子(zi)生成(cheng)氫(qing)氣和氫(qing)氧(yang)根離(li)子(zi)，氫(qing)氧(yang)根離(li)子(zi)通過隔(ge)膜(mo)，陽極氫(qing)氧(yang)根失去電(dian)子(zi)生成(cheng)氧(yang)氣。現階段堿(jian)性(xing)(xing)電(dian)解(jie)(jie)水制氫(qing)是(shi)成(cheng)本低、技術最(zui)成(cheng)熟(shu)、產(chan)業(ye)化程度(du)最(zui)高(gao)的(de)(de)電(dian)解(jie)(jie)水制氫(qing)技術。

　　質子交(jiao)換膜（PEM）電解水(shui)制(zhi)氫

　　電(dian)解(jie)過程中，水(shui)被(bei)(bei)(bei)引入陽(yang)極，并被(bei)(bei)(bei)電(dian)解(jie)生成氧氣(qi)和質子(zi)(zi)(zi)，質子(zi)(zi)(zi)通過膜遷移到陰(yin)極，在那里它們(men)被(bei)(bei)(bei)還原為氫氣(qi)。在質子(zi)(zi)(zi)通過膜的遷移過程中，由于(yu)電(dian)場，水(shui)分子(zi)(zi)(zi)伴隨質子(zi)(zi)(zi)通過膜從陽(yang)極到陰(yin)極。即使沒(mei)有外(wai)部供水(shui)到陰(yin)極，PEM仍一(yi)直保持潮濕，并且(qie)在PEM電(dian)解(jie)槽的典(dian)型操作中，作為反應物的水(shui)只在陽(yang)極供應。

　　質子(zi)交換膜（PEM）電解水制氫原理圖

　　質子交換膜

　　質(zhi)子交換膜是電(dian)解(jie)槽(cao)(cao)(cao)核(he)心材(cai)料之一，占(zhan)據電(dian)解(jie)槽(cao)(cao)(cao)成本約10%。質(zhi)子交換膜需(xu)要具備一下特征：良(liang)好的(de)質(zhi)子傳導(dao)性，以降低隔膜阻抗；一定(ding)的(de)力學性能，以為催化(hua)劑層提供支撐；一定(ding)的(de)化(hua)學和(he)熱穩定(ding)性，保(bao)證電(dian)解(jie)槽(cao)(cao)(cao)性能穩定(ding)；較小的(de)滲透性，以隔絕電(dian)解(jie)水(shui)生成的(de)氧氣(qi)和(he)氫氣(qi)。

　　在(zai)對PEM質(zhi)子交(jiao)換膜電解設(she)備(bei)進(jin)行(xing)噴涂(tu)時，超聲噴涂(tu)系統可配置全(quan)自動上(shang)下料及翻(fan)面系統進(jin)行(xing)雙面噴涂(tu)，并且能夠(gou)在(zai)膜的(de)(de)每一側應(ying)用不同的(de)(de)催(cui)化(hua)劑配方。涂(tu)層的(de)(de)耐久性(xing)和可重復性(xing)被證明優于其他涂(tu)覆方法，從而延長了PEM質(zhi)子交(jiao)換膜涂(tu)層的(de)(de)使用壽命，且能夠(gou)對催(cui)化(hua)劑涂(tu)層的(de)(de)屬性(xing)進(jin)行(xing)精準地控制(zhi)，為電解制(zhi)氫產業創(chuang)造出(chu)最均勻、最有(you)效的(de)(de)薄膜涂(tu)層。

　　而為了給超聲噴涂系統，提供穩定輸出的電源驅動，功率放大器是該系統必不可少的測試儀器之一，ATA-2000系列高壓放大器是一款理想的(de)可(ke)放(fang)大(da)交、直流信(xin)號的(de)高(gao)(gao)壓放(fang)大(da)器(qi)。最大(da)差分(fen)輸(shu)出1600Vp-p(±800Vp)高(gao)(gao)壓，可(ke)以驅(qu)動(dong)高(gao)(gao)壓型負載。電壓增益數控可(ke)調，一鍵保(bao)存(cun)常用設置，為您提供了方便簡潔的(de)操作選擇，同時雙(shuang)通(tong)道(dao)高(gao)(gao)壓放(fang)大(da)器(qi)輸(shu)出還可(ke)同步調節，可(ke)與主(zhu)流的(de)信(xin)號發生器(qi)配(pei)套使(shi)用，實(shi)現(xian)信(xin)號的(de)放(fang)大(da)。

西安安泰(tai)電子(zi)是專業從事(shi)功率(lv)放大器、高壓放大器、功率信號(hao)源、前置微小信號放大器、高(gao)(gao)精(jing)度(du)電壓(ya)源、高(gao)(gao)精(jing)度(du)電流源等電子測(ce)量儀器(qi)研發、生產和銷(xiao)售的高(gao)(gao)科技(ji)企(qi)業，為(wei)用戶提供(gong)具有(you)競爭力的測(ce)試方案。Aigtek已經(jing)成(cheng)為(wei)在(zai)業界擁(yong)有(you)廣泛(fan)產品線，且(qie)具有(you)相當規模的儀器(qi)設備(bei)供(gong)應商，樣(yang)機都支(zhi)持免費試用。如想了解更多功率放大器(qi)等產品，請持續(xu)關注(zhu)安泰電子官網hkdyw.cn或撥(bo)打029-88865020。