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電催化析氫測試設置條件

生活 更新时间:2024-06-28 17:18:10

電催化析氫測試設置條件?電解水是一種最具發展前景的、經濟且環保的制氫方法,在使用可再生能源(太陽能、風能等)的情況下,電催化水分解有幾個優點一方面,它可以利用間歇性可再生能源轉化的電能提供持續的氫能源供應;另一方面,可以很容易地解決剩餘可再生電力的存儲問題然而,電解水在氫氣生産中所占的市場份額相對較小,主要因素是高能耗電解水包括兩個半電池反應,即HER和OER,為了降低高能耗,需要開發有效的催化劑來促進這兩個反應的動力學催化劑的存在可降低反應成本,提高制氫的動力學速率貴金屬催化劑雖然可以有效地促進析氫反應和析氧反應,但某些貴金屬催化劑的高成本和稀缺性阻礙了其在實際應用中的應用顯然,開發經濟、高效的貴金屬電催化劑是非常迫切的,我來為大家科普一下關于電催化析氫測試設置條件?以下内容希望對你有幫助!

電催化析氫測試設置條件(關于電催化析氫的介紹)1

電催化析氫測試設置條件

電解水是一種最具發展前景的、經濟且環保的制氫方法,在使用可再生能源(太陽能、風能等)的情況下,電催化水分解有幾個優點。一方面,它可以利用間歇性可再生能源轉化的電能提供持續的氫能源供應;另一方面,可以很容易地解決剩餘可再生電力的存儲問題。然而,電解水在氫氣生産中所占的市場份額相對較小,主要因素是高能耗。電解水包括兩個半電池反應,即HER和OER,為了降低高能耗,需要開發有效的催化劑來促進這兩個反應的動力學。催化劑的存在可降低反應成本,提高制氫的動力學速率。貴金屬催化劑雖然可以有效地促進析氫反應和析氧反應,但某些貴金屬催化劑的高成本和稀缺性阻礙了其在實際應用中的應用。顯然,開發經濟、高效的貴金屬電催化劑是非常迫切的。

電解水本質是水的分解過程,電解水裝置包含陰極、陽極和電解質。水分解反應可具體分為:析氧反應和析氫反應。在不同介質中的水分解的化學方程式有着不同的表示。通過适當的方法降低過電勢是使水分解反應能量降低的主要途徑。或者還可以通過合理設計電解池的方法去降低電阻。除此之外,還可以通過改變電極的有效面積。電極的活性區域也可通過用修改納米結構的方法進行改善。析氫反應在酸性介質下有三個可能的反應理論:遲緩放電理論、電化學脫附理論、複合脫附理論。具體反應步驟有,電化學步驟—Volmer反應,即電子與質子的反應在電極表面産生吸附的氫原子,用M-Hads表示電極上的吸附氫。氫析出後,可以通過電化學脫附步驟一Heyrovsky反應(M-Hads H十 e-→ H2),或者複合脫附步驟一Tafel反應(2M-Hads→H2)。三種理論所對應的反應是控制析氫反應速率的關鍵步驟。因為,不同的理論對應的Tafel斜率也是不同的,所以,實驗所測出的極化曲線斜率可以幫助判斷析氫反應所發生的步驟。不論析氫反應發生在哪種路徑,M-Hads總是參與反應過程。所以,電極的氫吸附自由能(△GH*)是描述析氫材料性能的一個重要參數。理想的非鉑的析氫催化劑應具有接近零的△GH*,并且提供适當的活性表面。

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