检索结果-内蒙古大学图书馆

化学工业与工程 2024年第5期41卷 35-42页

作者：周卫珊闵洛夫陈亚楠张文许莉王宇新化学工程联合国家重点实验室天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室天津大学化工学院

在碱性电解水制氢领域，电镀镍钼合金电极因析氢活性高、制备简单而备受关注。然而，广泛存在的镍钼镀层开裂和脱落现象严重影响了电极的性能和稳定性。旨在探究镍钼电极镀层开裂脱落的机理并提出避免镀层开裂的新方法。通过对镀层中气... 详细信息

在碱性电解水制氢领域，电镀镍钼合金电极因析氢活性高、制备简单而备受关注。然而，广泛存在的镍钼镀层开裂和脱落现象严重影响了电极的性能和稳定性。旨在探究镍钼电极镀层开裂脱落的机理并提出避免镀层开裂的新方法。通过对镀层中气泡析出的观察、裂纹的监测及电化学测量，揭示了镍钼镀层开裂的原因是随金属电沉积进入镀层内部的氢的释放而导致的镀层收缩和内部应力；进而提出一种低镀液浓度和大电流密度的镍钼电沉积新方法。所得新电极未见开裂，并且在1 mol·L-1KOH碱液中400 mA·cm-2电流密度下过电位仅有260 mV,比易开裂的镍钼镀层电极降低了55 mV。新方法不仅有效解决了镍钼镀层的开裂脱落问题，还提升了其析氢性能。

关键词：镍钼合金裂纹解决方法析氢电极碱性水电解

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高比表面NiMo-RuO_2复合催化层析氢电极

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武汉大学学报（自然科学版） 1999年第2期45卷 157-159页

作者：蔡乃才桂岳琼黄勤武汉大学化学学院

报道了ＮｉＭｏ－ＲｕＯ２复合催化层的制备方法、电极的表面形貌和表面粗糙因子、ＲｕＯ２含量对析氢过电位的影响、电极的稳态阴极极化曲线和电化学反应动力学参数、电极在含Ｆｅ３＋离子的碱溶液中的稳定性．实验结果表明：在ＮｉＭ... 详细信息

报道了ＮｉＭｏ－ＲｕＯ２复合催化层的制备方法、电极的表面形貌和表面粗糙因子、ＲｕＯ２含量对析氢过电位的影响、电极的稳态阴极极化曲线和电化学反应动力学参数、电极在含Ｆｅ３＋离子的碱溶液中的稳定性．实验结果表明：在ＮｉＭｏ合金中引入ＲｕＯ２微粒增大了电极的真实反应面积。

关键词：析氢电极镍合金电催化复合催化层比表面

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碱性电解水析氢电极的研究进展

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化工进展 2015年第10期34卷 3680-3687,3778页

作者：张开悦刘伟华陈晖张博刘建国严川伟中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

电解水制氢将成为未来绿色制氢工业的核心技术。研究新型阴极材料以有效降低阴极过电位,对降低电解水能耗和设备成本、提高生产稳定性和安全性,具有十分重要的现实意义。本文主要对碱性水溶液电解制氢工业的析氢阴极材料进行综述。围绕... 详细信息

电解水制氢将成为未来绿色制氢工业的核心技术。研究新型阴极材料以有效降低阴极过电位,对降低电解水能耗和设备成本、提高生产稳定性和安全性,具有十分重要的现实意义。本文主要对碱性水溶液电解制氢工业的析氢阴极材料进行综述。围绕电极结晶结构设计和尺寸结构设计两个主要的电极发展方向,重点介绍了3类基于电沉积制备技术的Ni基电极材料:合金析氢电极、复合析氢电极、多孔析氢电极。分析了当前析氢电极在实验研发与工业应用中存在的问题。指出采用电沉积法,制备催化活性更高且适用于工业电解环境的多元复合电极材料将是今后析氢电极发展的趋势。

关键词：电解制氢催化析氢电极电沉积

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高催化活性析氢电极的制备现状

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材料导报（纳米与新材料专辑） 2008年第3期22卷 193-195页

作者：陈金妹张晗亮李亚宁向长淑李增峰西北有色金属研究院金属多孔材料与技术国家重点实验室西安710016

对高催化活性析氢电极的各种制备方法(如电沉积法、去合金法、化学镀、复合镀、溅射法及机械合金化等)进行了归纳,并指出了今后析氢电极的发展趋势。

关键词：析氢电极催化活性电沉积过电位

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析氢电极结构对碱性电解水制氢影响的研究

析氢电极结构对碱性电解水制氢影响的研究

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作者：刘福林哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

电解水制氢是“绿氢”产业的重要组成部分,在以“双碳”为目标的能源转型过程中也扮演着关键角色。其中碱性电解水制氢以运行成本低、能实现大规模生产而备受关注,但其电极析氢效率低限制了其工业化应用。多孔结构作为电极制备的一项重... 详细信息

电解水制氢是“绿氢”产业的重要组成部分,在以“双碳”为目标的能源转型过程中也扮演着关键角色。其中碱性电解水制氢以运行成本低、能实现大规模生产而备受关注,但其电极析氢效率低限制了其工业化应用。多孔结构作为电极制备的一项重要内容,将直接影响电极的析氢性能。本文从碱性电解水多物理场建模并模拟、单室电解池实验以及三电极体系电化学实验展开,主要通过数值计算研究了碱性阴离子交换膜电解池(AEM)内的传热传质过程、分析不同阴极结构参数下的电解性能,并通过实验手段探究不同厚度以及孔隙密度的泡沫镍阴极对电解性能的影响,为优化碱性电解水制氢、镍基自支撑电极等高性能多孔析氢电极的制备提供设计思路。模拟首先探究了单室电解池内的水热分布规律,然后对不同的运行参数(温度、电解液浓度、进口速度)以及电极结构参数(比表面积、孔隙率、厚度、电导率)对电极析氢性能的影响进行数值模拟。模拟结果表明,单室电解池中水热分布存在一定规律,且受加载电压影响。随着电解液流动方向的移动,电解液中水的饱和度逐渐降低,热量也主要集中在下游阳极区域。提高电解液入口温度能够显著提高电解池的析氢性能,而入口流量对性能提升作用不显著,最佳KOH电解液浓度为7mol/L。在常规电压下增大比表面积和孔隙率都能提升电极的析氢性能,但增大孔隙率对电极析氢性能的提升作用不明显。当电压高于1.7V时,析氢性能随着厚度减小而增大。选择电导率较高的电极材料能够显著提升电化学反应速率。单室电解池制氢实验结果表明,单室电解池内厚度为1.0mm、孔隙密度为75PPI的泡沫镍阴极具有最佳的电解水性能和总电流值,在运行过程中表现出最小的总阻抗和最低的能耗。电化学测试实验中,厚度为1.0mm的阴极和孔隙密度为95PPI的阴极表现出最佳的电化学性能,过电位最小,分别为671mV和620mV。泡沫镍电极在运行过程中会出现起始段电流衰减的现象,越薄、孔隙密度越小的电极在高电压下的电流衰减越严重。因此,为了提高电极的析氢性能、稳定性与使用寿命,应尽量避免选择过薄和孔隙密度较低的电极。结合两部分实验结果得出,最佳的泡沫镍阴极结构设计参数为厚度为1.0mm、孔隙密度为75PPI。

关键词：碱性电解水析氢电极多物理场模型多孔结构泡沫镍

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电化学技术制备析氢电极材料的研究进展

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化工进展 2005年第7期24卷 718-722页

作者：李贺姚素薇张卫国王宏智天津大学化工学院应用化学系天津300072

电化学方法是制备析氢电极材料最常用、最简单的方法之一。介绍了采用电化学方法制备晶态合金、纳米晶合金、非晶态合金及复合金属等析氢电极材料的研究进展,并对电极催化析氢机理进行了概述。

关键词：电化学析氢电极晶态舍金纳米晶合金

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电沉积析氢电极的研究现状及展望

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武汉理工大学学报 2012年第7期34卷 1-8页

作者：谢正伟何平王薇戴可杜利成西南科技大学材料科学与工程学院绵阳621010

综述了电沉积析氢电极在析氢反应中的催化机理和研究现状,分析了提高电极催化活性的方法,并对析氢电极的发展趋势进行了展望。非晶、纳米晶以及多元复合电极都表现出了较高的催化活性,但是工业化的析氢电极不仅需要高的催化活性,还需要... 详细信息

综述了电沉积析氢电极在析氢反应中的催化机理和研究现状,分析了提高电极催化活性的方法,并对析氢电极的发展趋势进行了展望。非晶、纳米晶以及多元复合电极都表现出了较高的催化活性,但是工业化的析氢电极不仅需要高的催化活性,还需要好的稳定性。高催化活性、高稳定性的非晶态或纳米晶态的多元复合电极将是析氢电极研究的主要方向。

关键词：析氢电极复合电沉积储氢合金催化活性稳定性

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离子束修饰析氢电极的研究

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湖南大学学报（自然科学版） 1993年第3期20卷 21-26页

作者：张季爽李青莲吕瑶姣言喜云湖南大学化学化工系

本文研究了离子束混合、离子注入和离子溅射对析氢电极的修饰作用.发现四种电极在酸、碱介质中都具有优异的催化活性.在高电流密度下的长期电解试验中电位稳定,其稳定性和使用寿命远远超过以电沉积或其他方法活化的电极.考察了温度、粗... 详细信息

本文研究了离子束混合、离子注入和离子溅射对析氢电极的修饰作用.发现四种电极在酸、碱介质中都具有优异的催化活性.在高电流密度下的长期电解试验中电位稳定,其稳定性和使用寿命远远超过以电沉积或其他方法活化的电极.考察了温度、粗糙度对电极性能的影响.用AES和XPS分析了电极表面组成、价态和浓度分布,并对试验规律进行了解释.

关键词：离子注入离子束混合析氢电极

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节能析氢电极的研究

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化学世界 1997年第11期38卷 600-602页

作者：程鹏里李强段林丽武振国郑州大学化学系郑州 450052 河南省新乡市环境保护科研所河南省建筑材料研究设计院郑州工业大学化工系郑州450002

用电镀法制备了镍－钼析氢电极，考察了制备条件对该电极析氢活性的影响。本文实验条件下，镀液中钼与镍的原子比为1：2，电镀电流密度为18mA·cm－2时，制备的镍－钼电极有较高的折氢活性。与现行氯碱电解槽的低碳钢网析氢电极比... 详细信息

用电镀法制备了镍－钼析氢电极，考察了制备条件对该电极析氢活性的影响。本文实验条件下，镀液中钼与镍的原子比为1：2，电镀电流密度为18mA·cm－2时，制备的镍－钼电极有较高的折氢活性。与现行氯碱电解槽的低碳钢网析氢电极比较，析氢过电位降低0．116V。

关键词：析氢电极极氢过电位镍钼

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电解水析氢电极的制备工艺及性能研究

电解水析氢电极的制备工艺及性能研究

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作者：陈良木湖南大学

学位级别：硕士

氢能是一种可再生的清洁能源,具有资源丰富、易储存等许多突出的优点,随着化石燃料的枯竭及环境问题而受到人们的普遍重视。电解水是大规模制氢的重要途径,为了降低阴极过电位以节约能耗,研究低析氢过电位、高催化活性的阴极材料具有重... 详细信息

氢能是一种可再生的清洁能源,具有资源丰富、易储存等许多突出的优点,随着化石燃料的枯竭及环境问题而受到人们的普遍重视。电解水是大规模制氢的重要途径,为了降低阴极过电位以节约能耗,研究低析氢过电位、高催化活性的阴极材料具有重要的意义。影响析氢材料催化活性的因素主要有能量因素和几何因素。因此,制备高催化活性的析氢阴极材料,主要通过两种方式实现：一是寻找高催化活性的新型催化材料,提高电极本身的电化学活性；二是提高电极的真实比表面积,即增大电极的表面粗糙度,使电解过程中电极表面的真实电流密度降低,达到降低析氢过电位的目的。本论文采用电沉积法制备了具有较高催化活性的析氢电极材料,用***及XRD对各电极进行了表征,研究了在25% KOH(质量分数)溶液中的析氢反应电化学性能。用电沉积法制备Ni-Mo-Co合金电极,系统的研究了镀液中硫酸钴浓度及钼酸钠浓度、电沉积电流密度、沉积温度及时间对合金电极催化析氢活性的影响,确定了制备电极的最佳工艺参数。对制备的Ni-Mo-Co合金电极的SEM观察表明：电极表面由许多纳米级“花菜”状颗粒组成,表面粗糙度大；EDS元素分析得合金的原子组成为Ni41.33Mo49.13Co9.54；XRD衍射显示合金电极呈现一定的非晶态结构。通过极化曲线、循环伏安曲线研究了Ni-Mo-Co合金电极的析氢反应性能,结果表明Ni-Mo-Co合金电极具有大的析氢反应交换电流密度；相同条件下,Ni-Mo-Co合金电极的过电位η100(i=100 mA／cm2)为0.188 V,与Ni电极相比降低了0.295 V,催化析氢活性比Ni-Mo合金、Ni-Co合金、Ni电极都高。由于Ni-Mo、Co三元素之间的协同作用,形成了具有较低的析氢反应表观活化自由能、较大的表面粗糙度的三元非晶态合金,能量因素与几何因素共同作用导致Ni-Mo-Co合金电极具有优良的催化析氢活性。通过正交实验、单因素实验确定了电沉积制备Ni-Mo-Fe合金电极的最佳工艺参数。SEM观察表明：在最佳工艺参数下制备的Ni-Mo-Fe合金电极表面分布着大量的球状颗粒,使得该电极表面粗糙度增大,有利于析氢反应的进行；用EDS对该合金电极中各元素含量进行了分析,结果显示合金的原子组成为Ni24.77Mo42.21Fe33.02；XRD测试发现Ni-Mo-Fe合金电极的结构介于晶态与非晶态之间。对Ni-Mo-Fe合金电极的电化学性能研究表明,该合金电极具有较大的析氢反应交换电流密度以及较低的析氢过电位,催化析氢活性较高。与Ni-Mo-Co合金电极相比,Ni-Mo-Fe合金电极的析氢反应表观活化自由能较大,表面粗糙度较小,析氢反应电阻大,催化析氢活性稍低。综合考虑能量因素和几何因素,选择析氢催化活性高的Ni-Mo-Co合金,以聚氨酯海绵为基体,经过前处理、化学镀镍、电沉积Ni-Mo-Co合金以及热分解等工序制备了泡沫Ni-Mo-Co合金电极。考察了沉积电流密度对该电极的催化析氢活性的影响,结果表明沉积电流密度为8 A／dm2制备的合金电极具有最高的催化活性。对制备的泡沫Ni-Mo-Co合金电极的SEM观察显示,该合金电极为三维网状结构,合金骨架存在大量的微裂纹,骨架表面为均匀致密的球状颗粒,表面微观结构粗糙。XRD测试表明该合金电极为晶态结构,与非晶态相比性能更加稳定。电化学性能研究表明泡沫Ni-Mo-Co合金电极具有很高的催化析氢活性,相同条件下析氢过电位η100(i=100 mA／cm2)、η200(i=200 mA／cm2)比Ni-Mo-Co合金电极分别低65mV、63 mV,这主要是几何因素的影响。该合金电极具有极大的比表面积,表面粗糙度r分别是Ni-Mo-Co合金、Ni-Mo-Fe合金电极的80.5、197.6倍。方波电位测试表明,泡沫Ni-Mo-Co合金电极的表面积是泡沫镍电极的5.8倍。

关键词：电解水电沉积析氢电极催化活性析氢过电位表面粗糙度

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