利用化工废水电解制氢电极及电解槽系统

我国化工企业在供给大量化工产品的同时也产生一定量的污水。这些污水成分复杂、有机物浓度偏高、高盐度、难以用生化法降解、处理难度大。常规的废水处理方法占地面积大、低效，要做到达标排放费用高昂。与其耗费大量资源处理污水达标排放，不如利用新技术将污水转化为可使用的化工产品，如氢和其它化学品。利用污水产生的氢可视为蓝氢或者绿氢，尤其是电解的动力来自于可再生能源的情况下。 经典的水电解制氢工艺有碱性膜电解、质子交换膜电解和高温氧化物电解，这些工艺都需要使用纯水作为原料。若将化工污水作为电解原料制氢，需要开发可耐受适量有机物、盐分的新电解电极催化剂和与之相匹配的膜，同时还需要攻克材料的腐蚀问题。 近日，中国科学院兰州化学物理研究所吕功煊团队利用AEM技术对化工废水电解制氢进行了研究，发展出以复合过渡金属为主要组成的复合电极作为AEM电解槽的阳极，镍基复合电极作为阴极的电极系统，通过串联N个相同活性面积的小室组成AEM电解槽系统。在单个小室工作电压为1.6-2.2 V的情况下，实现了电流密度为80-300 mA cm-2时稳定制氢，电解槽系统可连续运行100天，产氢的电效率可达到60%，在优化条件下可达到80%。该技术攻克了电解槽膜堵塞的难题，实现了化工废水的资源化利用转化为绿氢。后续拟通过优化电极材料的组成和改进AEM电解制氢系统，结构进一步降低能耗、提高产氢效率、实现氢气的高效分离和纯化。

Electrolytic Hydrogen Production Electrode and Electrolyzer Using Chemical Industry Wastewater

LICP develope a new route to generation hydrogen by electrolysis from chemcal waste water.