離子交換膜電解槽英文解釋翻譯、離子交換膜電解槽的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 ion-exchange membrane electrolyzer

分詞翻譯：

離子交換的英語翻譯：

【化】 ion (ic) exchange

膜的英語翻譯：

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

電解槽的英語翻譯：

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

專業解析

離子交換膜電解槽（Ion-Exchange Membrane Electrolyzer）是一種利用電能驅動水分解反應制取氫氣（H₂）和氧氣（O₂）的電化學裝置。其核心在于使用了具有選擇性離子傳導能力的離子交換膜（Ion-Exchange Membrane）作為電解質和隔膜。

術語解析：

離子交換膜 (Iǐzǐ Jiāohuàn Mó / Ion-Exchange Membrane)：
- 一種高分子功能膜，含有固定的離子基團（如磺酸基-SO₃⁻ 用于質子交換膜，季铵基-NR₃⁺ 用于陰離子交換膜）。
- 功能：隻允許特定電荷的離子（陽離子或陰離子）通過，同時阻隔氣體和電子，實現陰陽極産物的有效分離和離子的定向遷移。在電解水應用中，質子交換膜（PEM）最為常見，它隻允許質子（H⁺）通過。
電解槽 (Diànjiě Cáo / Electrolyzer)：
- 進行電解反應的裝置總稱。包含電極（陽極和陰極）、電解質（此處由離子交換膜和少量水充當）、隔膜（即離子交換膜本身）、雙極闆/端闆、密封件等組件。

工作原理：在離子交換膜電解槽中（以PEM電解槽為例）：

陽極反應（氧化）：水分子在陽極催化劑（如銥氧化物）作用下失去電子，被氧化成氧氣和氫離子（質子）。 $$2H_2O to O_2 + 4H^+ + 4e^-$$
離子遷移：産生的質子（H⁺）在電場作用下，穿過質子交換膜遷移到陰極側。
陰極反應（還原）：遷移過來的質子在陰極催化劑（如鉑）表面得到電子，被還原成氫氣。 $$4H^+ + 4e^- to 2H_2$$ 離子交換膜的關鍵作用在于高效傳導質子（H⁺），同時阻隔生成的氫氣和氧氣混合，并隔絕電子直接通過（迫使電子流經外電路做功）。

核心特點與優勢：

高純度氣體産出：膜有效隔離兩極氣體，産品氣純度高（通常>99.99%）。
高電流密度與效率：膜薄且電阻低，允許在較高電流密度下工作，能量效率高。
快速響應與動态操作：結構緊湊，能快速啟動、停止并適應可再生能源（如風電、光伏）的波動性輸入。
高工作壓力：可在高壓下直接産生高壓氫氣，減少後續壓縮能耗。
無液态電解質腐蝕：通常僅需純水，避免了強堿電解槽的腐蝕和電解液管理問題。

主要應用：

綠色制氫：耦合可再生能源電力，是實現“綠氫”生産的關鍵技術之一。
能源儲存與轉化：作為Power-to-Gas的核心單元，将過剩電能轉化為氫能儲存。
工業制氫：用于需要高純氫或高壓氫的場合。
燃料電池系統：可與燃料電池構成可再生能量循環系統。

權威參考來源：

美國能源部 (DOE) - 氫能與燃料電池技術辦公室：提供關于電解水制氫技術（包括PEM電解）的概述、研發進展和技術目标。 (可搜索： DOE Hydrogen and Fuel Cells Technologies Office - Electrolysis)
國際能源署 (IEA) - 氫能報告：發布全球氫能技術評估報告，涵蓋電解槽技術（如PEM）的發展現狀、成本趨勢和在能源轉型中的作用。 (可搜索： IEA Hydrogen Reports - Technology and Cost)
中國氫能聯盟：發布《中國氫能源及燃料電池産業白皮書》等報告，系統介紹國内電解水制氫技術（包括離子交換膜電解槽）的産業現狀與發展規劃。 (可搜索：中國氫能聯盟白皮書)
專業期刊文獻：在《Journal of Power Sources》、《International Journal of Hydrogen Energy》、《Electrochimica Acta》等期刊上有大量關于離子交換膜（特别是PEM）材料、電解槽設計與性能優化的研究論文。

網絡擴展解釋

離子交換膜電解槽是一種通過離子交換膜實現電解産物分離的關鍵設備，廣泛應用于氯堿工業、制氫、廢水處理等領域。以下從結構、原理、應用和優勢四個方面進行綜合解釋：

1.核心結構與材料

離子交換膜電解槽主要由以下部件構成（）：

電極：陽極通常為钛金屬網，表面塗覆钛、钌等氧化物塗層以抗腐蝕；陰極多為碳鋼網，塗鎳層增強導電性。
離子交換膜：多為陽離子選擇性膜，允許Na⁺等陽離子通過，阻擋Cl⁻、OH⁻等陰離子及氣體。
電解槽框：分隔陽極室和陰極室，形成獨立反應空間。
導電銅棒：連接外部電源，傳遞電流。

2.工作原理

電解時，陽極室注入飽和食鹽水（NaCl溶液），陰極室為純水或稀NaOH溶液。通電後：

陽極反應：Cl⁻被氧化生成Cl₂氣體（2Cl⁻ → Cl₂↑ + 2e⁻）。
陰極反應：H₂O被還原生成H₂和OH⁻（2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻）。
離子遷移：Na⁺通過陽離子交換膜進入陰極室，與OH⁻結合生成NaOH，同時避免Cl⁻與OH⁻反應生成次氯酸鹽（）。

3.核心功能與優勢

分離産物：防止H₂與Cl₂混合爆炸，避免NaOH與Cl₂副反應（）。
高效節能：相比傳統隔膜法，電流效率可達95%以上，能耗更低（）。
高純度産物：陰極室生成的NaOH濃度高且雜質少。

4.應用領域

氯堿工業：生産Cl₂、H₂和NaOH的核心設備（）。
制氫與環保：用于電解水制氫、廢水處理及海水淡化（）。
化工生産：酸、堿、鹽的提純及電化學合成（）。

補充說明

運行中需嚴格控制鹽水質量（如Ca²⁺、Mg²⁺會導緻膜堵塞）和電流穩定性，以延長膜壽命并維持效率（）。當前技術改進方向包括降低電解電壓和減少陽極雜質氣體（）。

如需進一步了解技術參數或行業前景，可參考、5、7等來源。