單極式離子交換膜電解槽英文解釋翻譯、單極式離子交換膜電解槽的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 monopolar type ion-exchange membrane electrolyzer

分詞翻譯：

單極的英語翻譯：

【電】 homopolar; monopole; single pole; unipolar

式的英語翻譯：

ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【醫】 F.; feature; formula; Ty.; type

離子交換膜電解槽的英語翻譯：

【化】 ion-exchange membrane electrolyzer

專業解析

單極式離子交換膜電解槽（Monopolar Ion Exchange Membrane Electrolyzer）是一種利用離子選擇性透過膜分隔電極室，并在單極闆結構下進行電化學反應的裝置。其核心原理是通過直流電驅動電解質溶液中的離子定向遷移，在膜兩側分别發生氧化還原反應生成目标産物。以下是詳細解析：

一、術語解析與工作原理

單極式（Monopolar）
指電解槽采用并聯電路設計，所有陽極和陰極分别連接至同一正負極母線。其特點是結構緊湊、電流分布均勻，但槽電壓較低（通常＜5V），適用于中小規模制氫或氯堿工藝。
離子交換膜（Ion Exchange Membrane）
采用全氟磺酸樹脂（如Nafion™）或堿性陰離子交換膜（AEM），僅允許特定離子（H⁺或OH⁻）選擇性透過，實現産物分離與純度控制。例如在PEM電解槽中，質子交換膜阻隔氧氣擴散至陰極室，保障氫氣純度＞99.99%。
電解反應機制
- 陽極反應：2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻（酸性環境）
- 陰極反應：4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂（酸性環境）
  離子交換膜傳導H⁺完成電荷傳遞，維持電中性。

二、技術優勢與應用領域

高效節能
電壓效率達70-80%，能耗約4.5-5.5 kWh/Nm³ H₂，顯著優于堿性電解槽（來源：《電解水制氫技術白皮書》）。
動态響應快
可在5-100%負荷範圍内秒級調節，適配風光發電波動性（來源：國際能源署《氫能技術路線圖》）。
核心應用場景
- 綠色氫能制備（耦合可再生能源）
- 高純化學品合成（如電子級氫氧化鈉）
- 燃料電池車用加氫站現場制氫。

三、權威參考文獻

電化學工程經典著作
Ohta, T. Handbook of Advanced Electrolytic Hydrogen Production. CRC Press, 2019.（系統闡述膜電解槽設計準則）

行業技術标準
IEC 62951:2020 質子交換膜水電解系統性能測試方法（國際電工委員會）

材料科學進展
Carmo, M. et al. J. Power Sources 2013, 230, 244-250.（DOI:10.1016/j.jpowsour.2012.12.071）解析膜材料耐久性機制。

注：本解釋整合電化學工程原理與工業實踐數據，術語定義參照IUPAC《電化學術語手冊》（2022版）。實際應用需結合具體工藝參數優化。

網絡擴展解釋

單極式離子交換膜電解槽是離子膜電解技術中的一種槽型設計，其核心特點在于單元槽結構和電路連接方式。以下從結構組成、工作原理、優缺點等方面進行詳細解釋：

一、結構組成

單元槽設計
每個單元槽僅包含單一電極（陽極或陰極），通過離子交換膜将電解槽分隔為陽極室和陰極室。陽極通常采用钛網制成，表面塗覆钛、钌等氧化物塗層以抗腐蝕；陰極則為碳鋼網，塗有鎳塗層以提高導電性。
導電與支撐結構
單元槽通過導電銅棒（如鎳銅或钛銅複合棒）連接電源，垂直排列的骨架支撐電極并增強電流分布均勻性。分配器設計用于電解液的均勻輸送，例如底部設有純水和鹽水入口，頂部為産物出口。

二、工作原理與電路特性

并聯電路模式
單極式電解槽内各單元槽的直流電路為并聯連接，運行時表現為高電流、低電壓特點。每個單元槽需獨立供電，外部需通過金屬電路連接多個單元槽，導緻導電材料用量較大。
電解液循環
采用自然循環方式，陽極室和陰極室的電解液通過濃度梯度實現流動，有助于維持反應物濃度均一，簡化操作流程。

三、優缺點分析

優點：

操作簡便，適合小規模或靈活性要求高的場景；
自然循環減少機械能耗，濃度控制穩定。

缺點：

導電金屬用量大，設備成本高且占地面積大；
管路連接複雜，維護難度較高；
早期設計存在電流分布不均問題，可能影響離子膜壽命。

四、應用與發展趨勢

單極式電解槽曾廣泛用于氯堿工業，但因複極式技術（串聯電路、高能效）的興起，其市場份額逐漸下降。不過，在特定場景（如小規模生産或特殊反應需求）中仍有應用，且專利顯示其結構仍在優化，例如改進導電體設計以提升電流效率。

如需進一步了解技術參數或工藝流程，可參考、3、6等來源的詳細說明。