铁电沉积降解模型

一个量化铁沉积如何抬高电解槽电压的多物理模型，为工业碱性水电解的长期衰减提供机理诊断工具。

黄丹极 · Ang, Lu · Binyu, Xiong · Zhong, Zhiyao · Hu, Kewei · 艾小猛 · Wen, Qunlei · 方家琨

Energy Conversion and Management 2025

参数信息

电压升高

10 %

铁离子浓度

3 ppm

运行时间

10 year

技术优势

能预测衰减

在给定铁离子浓度和运行时间时，可直接输出电压升高的百分比，无需长期实测。

机理说得清

铁沉积降低阴极催化剂表面积和隔膜孔隙率，导致活化和欧姆过电位升高，模型将这两条路径分开计算。

能算经济账

与电压衰减直接挂钩的制氢成本影响可通过模型计算，帮助投资者评估项目可行性。

应用场景

• 氢能全产业链：为制氢项目提供电解槽寿命预测，支撑全链条经济性评估。
• 电解水制氢：帮助电解水制氢系统根据铁离子浓度预测电压衰减，制定水处理策略。
• 电催化：通过机理建模阐明催化剂被铁覆盖导致的活性损失，指导抗沉积催化剂设计。
• 燃料电池：为长期运行的电化学装置提供通用的衰减量化方法，可迁移至燃料电池耐久性分析。
• 电化学与储能：将铁沉积与过电位增长建立定量关系，适用于电解槽及类似电化学储能设备的衰减评估。