离子交换膜电解槽英文解释翻译、离子交换膜电解槽的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 ion-exchange membrane electrolyzer

分词翻译：

离子交换的英语翻译：

【化】 ion (ic) exchange

膜的英语翻译：

film; membrane; theca; velamen; velum
【化】 membrane
【医】 coat; envelope; film; lemma; membranae membranae; membranae membrane
panniculus; theca; thecae; tunic; tunica; velamen; velamenta
velamentum

电解槽的英语翻译：

electrobath
【化】 electrolytic bath; electrolytic cell; electrolyzer
【医】 electrolysis bath

专业解析

离子交换膜电解槽（Ion-Exchange Membrane Electrolyzer）是一种利用电能驱动水分解反应制取氢气（H₂）和氧气（O₂）的电化学装置。其核心在于使用了具有选择性离子传导能力的离子交换膜（Ion-Exchange Membrane）作为电解质和隔膜。

术语解析：

离子交换膜 (Iǐzǐ Jiāohuàn Mó / Ion-Exchange Membrane)：
- 一种高分子功能膜，含有固定的离子基团（如磺酸基-SO₃⁻ 用于质子交换膜，季铵基-NR₃⁺ 用于阴离子交换膜）。
- 功能：只允许特定电荷的离子（阳离子或阴离子）通过，同时阻隔气体和电子，实现阴阳极产物的有效分离和离子的定向迁移。在电解水应用中，质子交换膜（PEM）最为常见，它只允许质子（H⁺）通过。
电解槽 (Diànjiě Cáo / Electrolyzer)：
- 进行电解反应的装置总称。包含电极（阳极和阴极）、电解质（此处由离子交换膜和少量水充当）、隔膜（即离子交换膜本身）、双极板/端板、密封件等组件。

工作原理：在离子交换膜电解槽中（以PEM电解槽为例）：

阳极反应（氧化）：水分子在阳极催化剂（如铱氧化物）作用下失去电子，被氧化成氧气和氢离子（质子）。 $$2H_2O to O_2 + 4H^+ + 4e^-$$
离子迁移：产生的质子（H⁺）在电场作用下，穿过质子交换膜迁移到阴极侧。
阴极反应（还原）：迁移过来的质子在阴极催化剂（如铂）表面得到电子，被还原成氢气。 $$4H^+ + 4e^- to 2H_2$$ 离子交换膜的关键作用在于高效传导质子（H⁺），同时阻隔生成的氢气和氧气混合，并隔绝电子直接通过（迫使电子流经外电路做功）。

核心特点与优势：

高纯度气体产出：膜有效隔离两极气体，产品气纯度高（通常>99.99%）。
高电流密度与效率：膜薄且电阻低，允许在较高电流密度下工作，能量效率高。
快速响应与动态操作：结构紧凑，能快速启动、停止并适应可再生能源（如风电、光伏）的波动性输入。
高工作压力：可在高压下直接产生高压氢气，减少后续压缩能耗。
无液态电解质腐蚀：通常仅需纯水，避免了强碱电解槽的腐蚀和电解液管理问题。

主要应用：

绿色制氢：耦合可再生能源电力，是实现“绿氢”生产的关键技术之一。
能源储存与转化：作为Power-to-Gas的核心单元，将过剩电能转化为氢能储存。
工业制氢：用于需要高纯氢或高压氢的场合。
燃料电池系统：可与燃料电池构成可再生能量循环系统。

权威参考来源：

美国能源部 (DOE) - 氢能与燃料电池技术办公室：提供关于电解水制氢技术（包括PEM电解）的概述、研发进展和技术目标。 (可搜索： DOE Hydrogen and Fuel Cells Technologies Office - Electrolysis)
国际能源署 (IEA) - 氢能报告：发布全球氢能技术评估报告，涵盖电解槽技术（如PEM）的发展现状、成本趋势和在能源转型中的作用。 (可搜索： IEA Hydrogen Reports - Technology and Cost)
中国氢能联盟：发布《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》等报告，系统介绍国内电解水制氢技术（包括离子交换膜电解槽）的产业现状与发展规划。 (可搜索：中国氢能联盟白皮书)
专业期刊文献：在《Journal of Power Sources》、《International Journal of Hydrogen Energy》、《Electrochimica Acta》等期刊上有大量关于离子交换膜（特别是PEM）材料、电解槽设计与性能优化的研究论文。

网络扩展解释

离子交换膜电解槽是一种通过离子交换膜实现电解产物分离的关键设备，广泛应用于氯碱工业、制氢、废水处理等领域。以下从结构、原理、应用和优势四个方面进行综合解释：

1.核心结构与材料

离子交换膜电解槽主要由以下部件构成（）：

电极：阳极通常为钛金属网，表面涂覆钛、钌等氧化物涂层以抗腐蚀；阴极多为碳钢网，涂镍层增强导电性。
离子交换膜：多为阳离子选择性膜，允许Na⁺等阳离子通过，阻挡Cl⁻、OH⁻等阴离子及气体。
电解槽框：分隔阳极室和阴极室，形成独立反应空间。
导电铜棒：连接外部电源，传递电流。

2.工作原理

电解时，阳极室注入饱和食盐水（NaCl溶液），阴极室为纯水或稀NaOH溶液。通电后：

阳极反应：Cl⁻被氧化生成Cl₂气体（2Cl⁻ → Cl₂↑ + 2e⁻）。
阴极反应：H₂O被还原生成H₂和OH⁻（2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻）。
离子迁移：Na⁺通过阳离子交换膜进入阴极室，与OH⁻结合生成NaOH，同时避免Cl⁻与OH⁻反应生成次氯酸盐（）。

3.核心功能与优势

分离产物：防止H₂与Cl₂混合爆炸，避免NaOH与Cl₂副反应（）。
高效节能：相比传统隔膜法，电流效率可达95%以上，能耗更低（）。
高纯度产物：阴极室生成的NaOH浓度高且杂质少。

4.应用领域

氯碱工业：生产Cl₂、H₂和NaOH的核心设备（）。
制氢与环保：用于电解水制氢、废水处理及海水淡化（）。
化工生产：酸、碱、盐的提纯及电化学合成（）。

补充说明

运行中需严格控制盐水质量（如Ca²⁺、Mg²⁺会导致膜堵塞）和电流稳定性，以延长膜寿命并维持效率（）。当前技术改进方向包括降低电解电压和减少阳极杂质气体（）。

如需进一步了解技术参数或行业前景，可参考、5、7等来源。