泡沫鎳負載非貴金屬析氫電極的制備及性能研究.pdf

1、氫氣作為唯一的無污染可再生能源，是繼煤炭、石油和天然氣等非可再生能源之后新一代被廣泛采用的能源載體。泡沫鎳(NF)是一種商業(yè)化的三維開孔、孔隙與金屬骨架相互連通的功能金屬材料，多應用于鎳氫電池電極材料、燃料電池等領域。這類材料具有大的電化學反應界面，在電化學析氫電極材料方面具有較大的應用前景。
　　本文以泡沫鎳為研究對象，通過電沉積方法對其微結構和化學成分進行修飾，探究在泡沫鎳表面依次沉積適當厚度Ni，Cu和Co的金屬薄膜對其電催

2、化析氫活性的影響規(guī)律。并進一步研究了以這類泡沫鎳為基底，表面負載有功能性多組元合金層的復合孔狀電極的析氫活性，建立了涂鍍層工藝-退火溫度/時間-電催化析氫活性之間的關系。本文的主要研究內容如下:
　　1.在電鍍銅溶液中以三維泡沫鎳網為基底，分別以不同的電流密度(0.01，0.03，0.05 A/cm2)進行恒電流沉積，對沉積所得電極進行表征測試，發(fā)現(xiàn)不同沉積電流導致銅在泡沫鎳表面的覆蓋率不同，泡沫鎳鍍銅后的析氫性能比純泡沫鎳要差，

3、隨著銅電沉積電流的增大，產生的析氫電流則變小，即(NF＞NF/Cu0.01＞NF/Cu0.03＞NF/Cu0.05)
　　2.在電鍍鈷溶液中以三維泡沫鎳網為基底，以不同的電流密度恒電流沉積，并對沉積所得電極進行表征測試，發(fā)現(xiàn)不同沉積電流使鈷在泡沫鎳表面覆蓋率不同;隨著鈷電沉積電流的增大，產生的析氫電流增大，即(NF/Co0.05＞NF＞NF/Co0.03＞NF/Co0.01)。
　　3.在電鍍鎳溶液中以三維泡沫鎳網為基底，以

4、不同的電流密度恒電流沉積，并對沉積所得電極進行表征測試，發(fā)現(xiàn)在鎳網表面鍍鎳析氫時，在電沉積電流中間值處得到的電流最大，即(NF/Ni0.03＞NF/Ni0.05＞NF＞NF/Ni0.01)。
　　4.在鎳網表面以0.01 A/cm2的電流密度先電沉積銅，然后在不同的電流密度下依次電沉積鈷/鎳，通過循環(huán)伏安和極化測試，發(fā)現(xiàn)當兩種元素先后沉積到泡沫鎳的表面時，電極NF/Cu0.01/Co0.05表現(xiàn)出更好的析氫活性和穩(wěn)定性。