減速機在電解槽中的作用

　　在全球能源結構加速向低碳化轉型的背景下，綠氫因其零碳排放特性，被視為交通、工業和儲能領域的能源載體。作為綠氫制備的核心設備，電解槽的效率、可靠性與成本直接決定了氫能產業的商業化進程。減速機這一傳統工業中常見的傳動部件，正憑借其扭矩控制、高負載承載能力與惡劣環境適應性，成為電解槽穩定運行與能效優化的關鍵支撐。
　　一、減速機如何介入制氫過程？
　　電解槽通過電能驅動水分子分解為氫氣和氧氣，其核心部件包括隔膜、壓緊機構、流體輸送系統等。根據技術路線不同，電解槽可分為堿性電解槽、質子交換膜電解槽和固體氧化物電解槽三類，而減速機的作用在二者中尤為關鍵。
　　1.堿性電解槽
　　ALK電解槽采用石棉或復合隔膜，需通過機械壓緊裝置保持隔膜的緊密貼合，以防止氣體泄漏和電阻升高。其壓緊力通常需達到數百噸級，且需在運行過程中動態調整。
　　減速機的核心作用：
　　扭矩放大：將電機的高速低扭矩輸出轉換為低速高扭矩，驅動螺桿或液壓裝置實現壓緊力傳遞。
　　控制：通過減速機與伺服電機配合，實現壓緊力的微調，避免隔膜過度壓縮導致性能衰減或松動引發泄漏。
　　長期穩定性：承受交變載荷與堿性環境腐蝕，要求該設備具備高剛性、長壽命與低維護特性。
　　2.質子交換膜電解槽
　　電解槽使用質子交換膜作為電解質，需通過循環泵將水/電解液輸送至表面，同時通過氣體分離器排出氫氣與氧氣。其運行過程需高頻啟停與流量調節，對傳動系統的動態性能提出更高要求。
　　核心作用：
　　速度匹配：將電機轉速降至循環泵所需轉速，優化泵效并降低噪音（≤75dB）。

　　過載保護：在電解槽啟停瞬間，減速機通過柔性傳動緩沖扭矩沖擊，延長泵體與電機壽命。

　　二、電解槽用減速機技術挑戰
　　電解槽的特殊工況對減速機的設計、材料與制造工藝提出嚴苛要求，行業正通過以下路徑突破瓶頸：
　　1.材料創新
　　傳統減速機齒輪多采用20CrMnTi滲碳鋼，但在堿性/酸性環境中易腐蝕。當前解決方案包括：
　　不銹鋼齒輪：如316L不銹鋼，耐氯離子腐蝕但硬度較低，需通過表面硬化提升耐磨性。
　　鈦合金齒輪：耐腐蝕性較佳，但成本高昂。
　　鋁合金與鑄鐵逐漸被復合材料替代，如玻璃纖維增強聚酰胺，在保證剛性的同時減輕重量40%，降低電解槽整體能耗。
　　3.能效優化
　　電解槽的能耗占綠氫生產成本的60%以上，該設備需通過以下方式提升系統能效：
　　減速機采用滾動軸承替代滑動軸承，減少摩擦損失；優化齒輪齒形，降低嚙合噪音與能耗，與變頻電機配合，根據電解槽負載動態調整減速機輸出轉速，避免“大馬拉小車”現象。
　　從堿性電解槽的機械壓緊到PEM電解槽的動態響應，減速機以可靠、有效的特性，成為綠氫制備鏈中不可或缺的傳動樞紐。