国家高空气象观测站自动水电解制氢设备正式投入业务运行

高空气象观测是指借助仪器对自由大气中各高度的气象状况进行观察和测定。观测项目有空气温度、湿度、气压和风等。主要的探测工具有无线电探空仪和测风气球，以及气象飞机、气象火箭和气象卫星等。

测量近地面层以上大气的物理、化学特性的方法和技术，又称高空观测或高空探测。高空气象观测以测定大气各高度上的温度、湿度、气压、风向、风速为主，其他还有一些特殊项目，如大气成分、臭氧、辐射、大气电等。主要的观测方法有气球探测、气象飞机探测、无线电探空和测风、气象雷达探测、气象火箭探测、气象卫星探测等。

2021年4月中旬，云南省思茅、蒙自两个国家高空气象观测站自动水电解制氢设备正式投入业务运行。该设备能保证高空探测站的用氢需求，提升云南探空气象观测站设备的自动化程度，实现清洁能源在探空气象观测站的使用。

水电解制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。在一些电解质水溶液中通入直流电时，分解出的物质与原来的电解质完全没有关系，被分解的是作为溶剂的水，原来的电解质仍然留在水中。例如硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等均属于这类电解质。 在电解水时，由于纯水的电离度很小，导电能力低，属于典型的弱电解质，所以需要加入前述电解质，以增加溶液的导电能力，使水能够顺利地电解成为氢气和氧气。在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。

化学反应:

①碱性条件：阴极：4H2O+4e-=2H2↑ +4OH-阳极： 4OH--4e-=2H2O+O2↑总反应式：2H2O=2H2↑+ O2↑

②酸性条件：阳极：2H2O-4e-=O2↑ +4H+阴极： 4H++4e-=2H2↑反应遵循法拉第定律，气体产量与电流和通电时间成正比。

水电解制氢装置

在充满氢氧化钾或氢氧化钠的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。以水为原料，由水电解槽、氢(氧)气液分离器、氢(氧)气冷却器、氢(氧)气洗涤器等设备组合的统称。由水电解槽、氢(氧)气液分离器、氢(氧)气冷却器、氢(氧)气洗涤器等设备组合的统称

水电解制氢工艺流程

工业软水经纯水装置制取纯水，并送入原料水箱，经补水泵输入碱液系统，补充被电解消耗的水。电解槽中的水，在直流电的作用下被分解成H2与O2，并与循环电解液一起分别进入框架中的氢、氧分离洗涤器后进行气液分离、洗涤、冷却。分离后的电解液与补充的纯水混合后，经碱液冷却器、碱液循环泵、过滤器送回电解槽循环，电解。调节碱液冷却器冷却水流量，控制回流碱液的温度，来控制电解槽的工作温度，使系统安全运行。分离后的氢气由调节阀控制输出，送入氢气储罐，再经缓冲减压后，供用户使用。

水电解制氢装置部件包含：

水电解槽、水电解制氢装置、附属设备框架、碱液循环泵、控制柜、整流柜、可控硅整流柜、变压器、补水泵、原料水箱、碱液箱、氢中氧分析仪、氧中氢分析仪。

新闻来源：中国气象局

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