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SPE膜电极组件是SPE电解槽的核心部件,指的是在固体聚合物电解质(Solid Polymer Electrolyte,SPE)膜两侧嵌入活性电极(催化物质),使二者成为一个整体,水的电化学反应在膜电极中进行,膜电极起到隔膜和电极的作用。去离子水被提供到膜电极组件上,在阳极侧反应析出氧气、氢离子和电子。电子通过外电路传递到阴极,氢离子以水合的形式(H+∙xH2O)通过膜到阴极。在阴极,氢离子和电子重新结合形成氢气,同时,部分水也带到了阴极。

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