高纯氢气发生器是一种通过电解水或化学反应现场制备高纯度氢气（纯度≥99.999%）的设备，广泛应用于实验室、电子工业、半导体制造、燃料电池测试等领域。其核心优势在于即产即用、安全便捷，避免了高压气瓶存储和运输的风险，同时确保氢气纯度满足精密分析或工艺需求。采用膜渗透技术。工作原理为在电场的作用下，电解池阳极产生氧气阴极产生氢气，氧气经液路被释放到大气中，而氢气则进入净化系统后输出。
1、电解槽
功能：核心反应部件，通过电解水（H₂O）产生氢气和氧气。
组成：
阳极和阴极：通常采用耐腐蚀、高导电性的材料（如钛基涂层钌铱氧化物电极）。
隔膜或质子交换膜：分隔氢气和氧气，防止混合爆炸。
电解液：一般为碱性溶液（如KOH），提高电解效率。
作用：将水分解为高纯氢气和氧气。
2、气体分离与收集系统
功能：分离电解产生的氢气和氧气，并分别收集。
组成：
气液分离器：去除气体中的电解液雾滴。
储气罐或缓冲罐：储存氢气，稳定输出压力。
单向阀：防止气体回流，确保安全。
特点：氢气和氧气需严格分离，避免混合形成爆炸性混合物。
3、净化系统（Purification System）
功能：去除氢气中的杂质（如氧气、水分、氮氧化物等），确保高纯度。
组成：
干燥器：使用硅胶、分子筛或膜干燥技术去除水分。
催化剂床：通过钯催化剂或活性炭吸附氧气和其他活性杂质。
过滤器：去除颗粒物和残留电解液。
作用：将氢气纯度提升至99.999%以上（典型值5N~6N）。
4、压力调节与控制系统
功能：控制氢气的输出压力和流量，确保稳定供应。
组成：
压力传感器：实时监测氢气压力。
减压阀：调节输出压力，适应不同应用场景。
流量控制器：精确控制氢气流量（如质量流量控制器）。
特点：压力和流量需可根据用户需求设定，自动化程度高。
5、冷却系统（Cooling System）
功能：带走电解过程中产生的热量，维持电解槽温度稳定。
组成：
水冷系统：通过循环水冷却电解槽。
散热风扇或散热器：适用于小型设备的空气冷却。
作用：防止电解槽过热导致效率下降或设备损坏。
6、电源与控制系统
功能：为电解槽提供稳定电流，并监控设备运行状态。
组成：
直流电源：提供可调电流（如0~100A），支持恒流或恒压模式。
控制器：
设置电解参数（电流、电压、温度）。
显示实时数据（如氢气纯度、压力、流量）。
故障报警（如过压、过温、电解液不足）。
特点：智能化控制，支持远程监控和数据记录。
7、电解液循环与补充系统
功能：维持电解液浓度和液位，确保持续运行。
组成：
循环泵：推动电解液在电解槽内流动，避免局部过热。
液位传感器：监测电解液量，及时提醒补充。
自动补水装置：连接纯净水水源，保持液位稳定。
作用：延长电解槽寿命，减少人工维护频率。
8、安全保护装置
功能：防止设备故障或操作失误引发危险（如爆炸、漏电）。
组成：
压力释放阀：防止储气罐超压爆炸。
防爆泄压口：排放异常气体，确保设备安全。
漏电保护开关：防止电气系统短路。
氧气浓度监测：检测并报警氧气残留超标。
作用：保障设备和操作人员的安全。
9、外壳与结构设计
功能：保护内部组件，方便安装和维护。
特点：
采用耐腐蚀材料（如不锈钢或工程塑料）。
模块化设计，便于更换零部件（如电解槽、过滤器）。
抗震防滑底座，降低运行噪音。
