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PEM／AEM 電解槽產氫：進水、產氫量與背壓控制
PEM／AEM 電解槽產氫：進水、產氫量與背壓控制
綠氫電解槽的效率與安全，取決於進水量、產氫量與出口背壓三個數字是否量得準、控得穩。
- 適用產業：氫能與再生能源、電解槽製造、燃料電池與材料研究、學研實驗室
- 應用領域：PEM／AEM 電解槽進水控制、氫氣產量量測、出口背壓控制、氧氣側監測、防爆區域量測
- 推薦產品：Alicat CODA 科里奧質量流量計／控制器、ISMC 防爆耐腐蝕氣體質量流量控制器、Alicat M 氣體質量流量計、Alicat PC 數位介面壓力控制閥
挑戰：電解槽的效率要「量」出來
- 電解槽的產氫效率，要用實際產氫量對照輸入的電力與水量才算得出來
- 傳統浮子流量計讀數受溫度、壓力影響，人工讀值也難以連續記錄，產氫量一變動就看不出原因
氫氣屬易燃氣體，量測點又常位於防爆區域；出口壓力若不穩定，也會影響膜材與電堆的操作條件。
解決方案：三個控制點各司其職
- 進水端：以 CODA 科里奧質量流量控制器控制純水或電解液，直接量測質量流量，不受液體溫度與密度變化影響
- 氫氣側：以質量流量計量測產氫量並累計總量，作為效率計算的依據
- 出口端：以壓力控制器設定並維持背壓，讓電解槽在固定壓力下運轉
- 氧氣側：以質量流量控制器監測氧氣流量，掌握兩側平衡
防爆區域內的量測點，可選用通過 Class I、Zone 0 認證的 ISMC 防爆耐腐蝕機型。
系統配置一覽
| 位置 | 建議產品 | 功能 |
|---|---|---|
| 純水／電解液進料 | CODA 科里奧控制器 | 控制進水質量流量 |
| 氫氣出口 | M 系列質量流量計（防爆區選 ISMC） | 量測並累計產氫量 |
| 氫氣出口下游 | PC 壓力控制器（背壓配置） | 穩定電解槽出口背壓 |
| 氧氣出口 | ISMC 防爆質量流量控制器 | 監測氧氣側流量 |
關鍵規格（選型參考）
| 項目 | 規格 |
|---|---|
| CODA 科里奧控制器 | 流量範圍 0–100／1,000／10,000 g/h 液體精度 ±0.2% 讀值 密度精度 ±5 kg/m³ 最高操作壓力 4,000 psia 黏度 0–200 cP 接液 316L／FKM |
| ISMC 防爆控制器 | 防爆 Class I、Zone 0 滿刻度 0.5 SCCM～250 SLPM 入口壓力 11.5–160 psia 精度 ±0.5% FS 或 ±(0.4% 讀值＋0.2% FS) |
| M 質量流量計 | 量程比 0.01–100% FS 精度 ±(0.8% 讀值＋0.2% FS)，高精度選配 ±(0.4% 讀值＋0.2% FS) 同時顯示質量流量、體積流量、壓力與溫度 可選流量累計（TOT） 免暖機、免直管段 |
| PC 壓力控制器 | 精度 ±0.25% FS，高精度選配 ±0.125% FS 量程比 0.01–100% FS（PC／PCP） |
| 通訊介面 | 數位：RS-232／RS-485、Modbus RTU（可選 EtherCAT、EtherNet/IP、Profibus、DeviceNet、Modbus TCP/IP） 類比：0–5 Vdc、4–20 mA 等 |
導入效益
- 產氫量即時數位化，可直接接入 PLC 或測試軟體記錄
- 效率計算有可靠數據，不必再人工抄錄浮子流量計
- 背壓穩定，測試條件可重現
- 同一台儀器內建多種氣體校正，氫氣、氧氣、氮氣吹淨都能切換使用
- 防爆機型可放在 Zone 0 區域內
選型提醒
- 先確認最大產氫量與出口壓力範圍，再決定量程；若氫氣含有水氣，量測前段建議先除濕，或與子嘉討論濕度對讀值的影響
- 需要防爆認證時，請告知區域等級（Zone 0／1／2 或 Class I Division 1／2）
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