千标方级碱性水电解制氢系统氧中氢杂质分析.pdfVIP

CIESCJournal,2025,76(4):1765-1778化工学报2025年第76卷第4期|

研究论文DOI：10.11949/0438-1157

千标方级碱性水电解制氢系统氧中氢杂质分析

1213112，4

赵鹏飞，戚若玫，郭新锋，方虎，徐庐飞，李潇，林今

12

（中石化新星新能源研究院，北京100083；新型电力系统运行与控制全国重点实验室，清华大学电机工程与

3

应用电子技术系，北京100087；中石化新星新疆绿氢新能源有限公司，新疆库车842099；

4清华四川能源互联网研究院，四川成都610042）

摘要：针对大型碱性水电解制氢系统的气体交叉问题，分析了氧气中杂质氢气的引入机制，建立了氧中氢

（HTO）计算模型，采用千标方级制氢装置验证了模型的准确性，通过模型量化了各引入机制对HTO的贡献比

例，研究了操作参数对HTO的影响规律，提出了氧中氢控制措施。结果表明：模型对HTO的预测精度较高，可

有效反映低负载工况下系统氧中氢特性；碱液循环混合、氢气跨膜浓差扩散是形成HTO的主要机制，旁路电流

电解、压差对流对HTO影响较小，但旁路电流对系统低负载时的产氧量影响较大，间接导致了HTO升高；可采

取优化制氢装置操作参数、提高低负载时氧气流量等措施对氧中氢进行控制。研究结果能够为大型可再生能源

耦合碱水制氢系统的设计和项目运行提供参考。

关键词：电解；制氢；气体交叉；氧中氢；旁路电流；实验验证；负载操作下限

中图分类号：TQ151.1文献标志码：A

文章编号：0438-1157（2025）04-1765-14

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Analysisofhydrogen-to-oxygenimpuritiesina1000m/halkalinewater

electrolysissystem

1213112,4

ZHAOPengfei,QIR