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钛基镍钴合金电极的制备及析氢性能

发布时间:2018-11-12 13:47
【摘要】:目的降低电极的析氢过电位,提高析氢性能,从而降低电解水制氢的成本,促进氢储能技术的发展。方法通过异相共沉积法,制备了镍钴合金电极。利用场发射扫描电镜(SEM)、电化学交流阻抗(EIS)对纯镍电极及镍钴合金电极进行表征,采用阴极极化曲线(LSV)探究了电沉积液中Ni/Co元素的比例、电沉积电位及电沉积时间对镍钴合金电极析氢性能的影响。结果 SEM结果揭示了纯镍电极及镍钴合金电极表面分别是粒径约为100 nm左右的镍颗粒和镍钴颗粒。EIS结果说明了镍钴合金电极的导电性能优于纯镍电极。此外,纯镍电极、镍钴合金电极的阴极极化曲线测试表明在电流密度为30 mA/cm~2时,镍钴合金电极的析氢过电位比纯镍电极降低55 mV,降低了近20%。结论通过异相共沉积法制备镍钴合金电极,制备方法简单、方便、快速,其析氢性能优于纯镍电极。镍钴合金电极的最优制备工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 27 g/L,CoSO_4·7H_2O_3 g/L,H_3BO_3 10 g/L,Na_2SO_4 10 g/L,柠檬酸10 g/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L,pH值4.0,电沉积电位-1.3 V,电沉积时间10 s。
[Abstract]:Aim to reduce the overpotential of hydrogen evolution of the electrode, improve the hydrogen evolution performance, reduce the cost of hydrogen production from electrolytic water, and promote the development of hydrogen storage technology. Methods Nickel-cobalt alloy electrode was prepared by heterogeneous co-deposition. Pure nickel electrode and Ni-Co alloy electrode were characterized by field emission scanning electron microscopy (SEM),) electrochemical impedance (EIS). The proportion of Ni/Co elements in electrodeposition solution was investigated by cathodic polarization curve (LSV). Effects of Electrodeposition potential and Electrodeposition time on hydrogen Evolution of Ni-Co Alloy electrode. Results the results of SEM showed that the surface of pure nickel electrode and nickel cobalt alloy electrode were nickel particle and nickel cobalt particle with diameter about 100 nm, respectively. The EIS results showed that the conductivity of nickel cobalt alloy electrode was superior to that of pure nickel electrode. In addition, the cathodic polarization curves of pure nickel electrode and nickel cobalt alloy electrode show that when the current density is 30 mA/cm~ 2, the hydrogen evolution overpotential of nickel cobalt alloy electrode is reduced by 55 mV, than that of pure nickel electrode, and the hydrogen evolution overpotential of nickel cobalt alloy electrode is about 20 mV, lower than that of pure nickel electrode. Conclusion the Ni-Co alloy electrode prepared by heterogeneous co-deposition is simple, convenient and rapid, and its hydrogen evolution performance is better than that of pure nickel electrode. The optimum preparation conditions of Ni-Co alloy electrode are as follows: NiSO_4 6H_2O 27 g / L, Coso 4 7H_2O_3 / L / L, H3BOS 3 10 g / L, Na2SO4 10 g / L, citric acid 10 g / L, The pH value of sodium dodecyl sulfate 0.1 g / L was 4.0, the electrodeposition potential was -1.3 V, and the electrodeposition time was 10 s.
【作者单位】: 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司;苏州竞立制氢设备有限公司;
【基金】:清能院基金项目(CERI/TY-CA-004-15B)~~
【分类号】:O646.54;TQ116.21

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