氢气具有无污染、可再生、热值高等特点,是一种理想的清洁能源。随着以氢燃料电池为代表的氢能源设施增多,如何获取大量纯净的氢气是氢能源行业发展所面临的问题之一。化石原料制氢和电解水制氢是比较成熟的制氢技术,已实现工业化运行。虽然化石原料制氢产量大,但含有不少杂质,这些杂质会对用氢设备造成不可逆转的损伤;而电解水制氢技术是通过电解水获取氢气,不会造成污染,且产出的氢气纯净,是理想的制氢技术。电解水制氢技术可分为纯水制氢和碱性水制氢,其核心设备分别为PEM制氢电解槽和碱水制氢电解槽,电流密度是评判制氢电解槽性能的主要参数。现有的纯水制氢技术虽然电流密度高、产氢效率好,但由于膜电极材料的制约,尚不能实现大规模制取氢气。碱性水制氢技术十分成熟,可实现大规模制氢,产氢量可达1000Nm3/h,其不足之处在于电流密度低(约2000A/m2-2600A/m2),产氢效率低。为了提高碱性水制氢的电流密度,本文设计了一台新的碱水制氢电解槽,所作的研究内容如下:(1)在原有碱水制氢电解槽的基础上对其内部进行改造,重新设计了双极板尺寸,并改用新型多孔电极和无石棉隔膜。(2)对设计出得电解槽进行测试,通过改变电压、电流、电解液流量、工作压力等参数,观测该制氢电解槽的工作数据,寻找最佳工作点。(3)使用二次电流分布、物质传递和液体流动模型,对工作时电解槽内部的局部区域进行数值模拟,探究电解槽内部的电压分布和电流分布情况。为之后的电解槽结构改进提出建议。从试验结果可看出,该制氢电解槽电流密度提升了 50%左右,制氢效率有所提高。工业化运行测试的试验数值变化情况为其他制氢电解槽的设计提供了参考。