電解水用高效電極的研究.pdf

1、氫能源作為可貯存、無污染和可再生的二次能源已受到了世界各國的廣泛重視.大規(guī)模、廉價地生產(chǎn)氫是開發(fā)和利用氫能的重要環(huán)節(jié)之一.制備價格低廉、高催化活性的析氫電極一直是研究者廣泛關(guān)注的一個重要研究課題. 本文采用電沉積的方法在硫酸鹽溶液體系中以鎳網(wǎng)為基體制備了非晶態(tài)Ni-S 合金電極,又分別在鍍液中加入鈷鹽和錳鹽制備了Ni-S-Co 合金電極和Ni-S-Mn 合金電極.通過研究改變鍍液的成分,沉積電流密度,和電沉積時間等沉積條件對鍍層

2、的影響,獲得最佳析氫性能電極的工藝條件. 通過穩(wěn)態(tài)極化曲線測試和電化學阻抗譜技術(shù)試驗研究了這三種電極在30﹪KOH溶液中的析氫催化活性.結(jié)果表明Ni-S-Mn電極的析氫電催化性能優(yōu)于Ni-S 電極和Ni-S-Co電極.從幾何因素分析了分析了這電極具有較高電催化活性的原因.通過掃描電子顯微鏡(SEM)-能量色散X射線分析儀(EDAX)聯(lián)用、X-射線衍射儀(XRD)等手段考察了電極表面的形貌、成分的組成和合金的結(jié)構(gòu). 結(jié)果表

3、明Ni-S合金電極、Ni-S-Co合金電極和Ni-S-Mn電極合金都具有粗糙的外觀形貌,結(jié)構(gòu)為非晶態(tài),并通過小幅度三角波電位掃描測試了電極的表面粗糙度.從能量因素分析了這電極具有較高電催化活性的原因,試驗結(jié)果表明Ni-S-Mn電極具有最小的標準反應活化能:測試了合金電極中Ni元素特征峰電子結(jié)合能,利用了Co、Mn元素的加入后Ni元素的特征峰電子結(jié)合能的變化判斷了Ni元素外電子電荷的轉(zhuǎn)移方向. 測試了這三種電極的穩(wěn)定性,在電解水1