什么水取之不尽(用之不竭)2019-09-14 20: 30 。船夫的梦
潜艇供氧是保证艇员水下生存的重要组成部分 。供氧质量直接决定了艇员的战斗力、续航能力和潜艇安全 ， 因此受到各国海军的高度重视 。潜艇舱室是一个密闭空的房间 ， 所以氧气极其有限 ， 艇员自身的呼吸和常规动力潜艇的动力系统的运转都会消耗大量的氧气 ， 这就使得平衡舱内的氧气浓度显得尤为重要 。为了保证船员的生命安全和正常工作 ， 需要按照生存所需的最佳比例向舱内持续注入氧气 ， 舱内氧气浓度标准应控制在19%-21%之间 。为了维持舱内的氧气浓度 ， 舱内需要专门的供氧装置来供氧 。因此 ， 先进供氧技术的研究已成为各国发展先进潜艇技术的重要组成部分 。
潜艇舱是一个密闭空的房间 ， 氧气极其有限 。
前不久 ， 笔者就潜艇的一些供氧技术做了一期科普 ， 由简单到复杂 ， 主要讲了通气管供氧、氧气瓶供氧、液氧供氧、碱金属过氧化物供氧、氧烛供氧、碱性电解水供氧、固体电解质电解水供氧 。有读者看完之后说:为什么要把简单的问题复杂化？直接电解海水制氧不就可以了吗？很明显 ， 中学时我们从课本上了解到电解水可以获取氢气和氧气 ， 潜艇在水下航行用不完的水(海水) ， 而现在潜艇的主要推进装置是电驱动 ， 这也为电解水获取电力提供了便利 。那么电解海水产生氧气可以说是最简单有效的方法 。
电解水实验
一些现役潜艇的供氧方式(简单说明)目前世界各国现役潜艇的主流供氧方式如下:核潜艇上多采用直接连续的获取氧气和去除二氧化碳的方式 ， 如欧美等国使用的碱性电解水供氧或固体电解质电解水供氧装置加乙醇胺再生式二氧化碳吸收装置为典型 。常规潜艇一般采用既能供氧又能吸收二氧化碳的二元系统 ， 或供氧单元和除二氧化碳单元的组合系统 ， 典型的是欧美常用的氧烛和氢氧化锂的组合系统(注:氧烛是一种形似蜡烛的燃烧装置 ， 由碱金属氯酸盐或高氯酸盐与其他成分制成 。使用时 ， 被电热元件点燃后能持续释放氧气) 。显然 ， 从上面可以看出 ， 无论是核潜艇还是常规潜艇 ， 都不是采用直接电解海水来供氧的 ， 那么问题来了:海水是取之不尽的 ， 为什么潜艇不电解海水来制氧呢？
氧气蜡烛
潜艇为什么不电解海水制氧？海水是含有一定量无机物和有机物的溶液 ， 主要含有氮气、氧气、二氧化碳等气态物质 ， 以氯化物为主的各种盐类 ， 以及许多其他化学元素 。所以电解海水时 ， 不仅得到氧气和氢气 ， 还得到氯气、氢气和少量氧气(其他产品不写) 。其中 ， 氢气和氧气的混合物容易发生爆炸 ， 而氯气是具有强烈刺激性气味的剧毒气体 ， 所以为了防止氯气和氢气进入机舱 ， 供氧装置必须具有极高的密封性能 。另外 ， 艇内排除氢气和氯气也会在一定程度上影响潜艇的隐蔽性 。
核动力潜艇
当然 ， 这还不是最致命的 。最致命的是电解海水含氧量太低 ， 效率还低(指电解效率) ， 能耗还高 。在电解过程中 ， 海水中含有的镁、钙等离子体会使电解槽结垢 ， 进一步降低效率 。这时候可能有人会说:海水不行 ， 可以电解淡水发生器里做出来的淡水！船上现有的制水设备主要采用蒸馏法和反渗透法 ， 这种方式生产的淡水纯度较高 。为了提高电解效率 ， 实际潜艇会加入一定量的氢氧化钠或氢氧化钾 ， 形成碱性电解液 。当然这只是用于核潜艇 ， 因为核电站让核潜艇有充足的电力供应 。
核电站不依赖空气体工作 ， 为潜艇在水下提供充足的动力 。
对于常规潜艇来说 ， 任何形式的电解水制氧一般都是直接“过关”的 。由于供电能力是影响常规潜艇水下续航力的重要因素 ， 现有的常规潜艇在水面或通气管条件下 ， 仍处于柴油发电机组发电、电池组储电的模式 。受限于电池容量 ， 供电能力受到很大限制 。虽然各潜艇大国都发展了各种类型的AIP系统(独立于空气动推进系统) ， 但都是低功率的 ， 只能作为辅助动力 。因此 ， 为了保证动力系统在水下的工作时间 ， 常规潜艇只能选择耗能较少的供氧方式 。
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