氮气发生器的工作原理是分离空气，电解膜的负侧发生氧化反应，吃掉空气中的氧化性气体，在正侧还原，空气流过电解池后就只剩下氮气和惰性气体，故国内发生器的纯度大多标有“相对含氧量”，氮气的纯度和空气流速，有效分解面的长度，电解电势的强弱都有关系，这种分离方法也决定了氮气的纯度不可能做的很高。 加入电解质的作用就是提高水的导电率，使电化学反应能顺利进行。

氮气发生器拥有两个碳分子筛柱，预处理的压缩空气进入并穿过个碳分子筛柱，二氧化碳、氧气、水蒸气及其他杂质被碳分子筛吸附，只允许氮气通过碳分子筛并进入内部氮气罐。在一段时间过后，该碳分子筛柱吸附饱和，系统将自动切换至二个碳分子筛柱继续工作，已饱和的碳分子筛柱经过降压，将吸附捕捉的氧气释放到空气中，从而被活化再生。两个碳分子筛柱的吸附和净化再生过程交替进行，以此连续产生洁净、干燥的高纯氮气。

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