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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 125 毫秒
1.
氢气的高效生产和利用对构建清洁低碳的能源体系至关重要, 碱性电解水制氢是目前我国应用最多的制氢技术,但也存在能耗较高的难题。因此迫切需要寻找低成本、高性能的电催化剂用于析氢反应(HER)提高水分解效率。本工作采用沉积沉淀法合成了双金属负载型Ru-Ni/C催化剂,用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对催化剂的形貌和结构进行了表征。用线性扫描伏安法(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)等测试了HER性能。结果显示炭载体上RuNi双金属均匀分散,在电流密度为10 mA?cm-2时过电位仅为34.4 mV且稳定性良好,Tafel斜率仅为60.33 mV?dec-1,比商用Pt/C还小。表明Ru-Ni/C催化剂展现出了优异的HER电催化活性和稳定性,RuNi双金属之间的协同效应很大程度上促进了催化剂的催化性能,该研究为发展高效的碱性电解水制氢阴极催化剂提供了新思路。  相似文献   

2.
任艳梅  王家骏  王平 《化学进展》2021,33(8):1270-1279
电解水与一次可再生能源耦合,可同时提供洁净制氢方式与先进的能源转化技术,有望在未来清洁能源经济中扮演重要角色,而实现这一美好愿景的关键在于研发高活性、低成本的析氢/析氧电催化材料。二硫化钼(MoS2)是颇具代表性的非贵金属析氢电催化材料,纵观其研究历程,先导性理论预测与材料设计、先进制备与表征技术的应用均在改性研究中发挥了至关重要的作用,这也从一个侧面折射出当代电催化剂的研究模式与发展趋势。本文按照重要发现与进展的时间顺序,梳理了MoS2析氢电催化剂的发展历程,重点论述了增多边缘活性位、提高导电性、构筑基面活性位等改性策略的实施方法、效果与机理,最后从全领域总结了MoS2析氢电催化剂的研究启示并展望其未来发展趋势。  相似文献   

3.
(Ni-Co)-WC复合电极的析氢催化性能   总被引:12,自引:0,他引:12  
采用 复合电沉 积方法获 得了( Ni Co) W C 复合电极 ,考 察了 复合 电极 在弱 酸性、碱性 和中性介质 中的析 氢电催化 性能,并 在弱酸性 介质中 进行了电 化学稳定 性实验 . 结果 表明,复 合电极具有优越 的析氢 电催化性 能和良好 的电化 学稳定性 .  相似文献   

4.
利用可再生能源产生的电能电解水制取氢气,被认为是下一代清洁能源的最佳选择之一。然而,通过电解水可持续的产生氢气需要高活性的催化剂来使得反应有效地进行。基于类石墨烯二维材料的析氢反应电催化剂展现出巨大的潜力,因而备受关注。本文主要结合我们课题组近期在析氢反应电催化剂方面的研究,介绍了类石墨烯二维材料的析氢反应电催化剂的研究进展,主要包括过渡金属二硫族化合物、前过渡金属碳化物(MXenes)以及硼单层纳米片等。最后总结和展望了析氢反应电催化剂所面临的挑战与未来发展方向。  相似文献   

5.
高效析氢催化剂的制备仍是目前亟待解决的重要课题.本研究采用液相浸渍原位还原法制备了Ni(OH)2/Ni/g-C3N4复合催化剂,并与碳纸(CP)组合作为微生物电解电池(MEC)的阴极.采用SEM、TEM、XRD、XPS和电化学分析等技术对所制备的催化剂样品的结构性质和析氢电催化性能进行了分析研究.结果表明,Ni(OH)...  相似文献   

6.
The Ni/active carbon (AC) electro-catalyst was prepared by chemical reduction method using coconut carbon as the support. Morphologies and structures of Ni/AC were measured and characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The activity of the Ni/AC membrane electrodes were studied in the neutral electrolyte using Tafel polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results showed that the average size of nickel particles on the active carbon were in nano-size range. The exchange current density of hydrogen evolution reaction (HER) of Ni/AC electro-catalysts was seventy-five times more than pure nickel, so Ni/AC electro-catalysts had better electro-catalytic activity. In 1 mol·L-1 NaCl electrolyte, the Tafelian behavior′s hydrogen evolution reaction (HER) of Ni/AC electro-catalyst at high over-potential existed in two Tefal regions. These two regions were named as “regionⅠ:0.318~0.456 V” and “regionⅡ: 0.120~0.288 V”. The rate step of regionⅠ was electron transference step. The rate step of region Ⅱ was concentration polarization.  相似文献   

7.
蒋博龙  崔艳艳  史顺杰  姜楠  谭伟强 《化学学报》2022,80(10):1394-1400
电解水制氢是最具潜力的绿氢制备技术, 而高效析氢反应(HER)催化剂的开发对其大规模推广意义重大. 选用氯化镍和钼酸铵为镍源和钼源, 通过原位生长法获得NiMo双金属催化剂前驱体, 再以二腈二胺为氮源, 高温氮化-程序升温法制备了一系列NiMoxN@NC催化剂(x代表钼酸铵和氯化镍的物质的量比), 并对催化剂进行了结构、形貌以及金属价态表征. 分别在1 mol/L KOH碱液以及模拟海水中分析了析氢(HER)性能. 结果表明, 碱液中NiMoxN@NC催化剂均具有良好的电荷转移速率(Rct<1 Ω), 具有较好的内在催化活性(Tafel斜率103~168 mV/dec). 其中, NiMo0.75N@NC催化剂具有最高的极限电流(–178 mA/cm2), 最小的过电势η10=0.164 V, η100=0.448 V), 最高的内在催化活性, Tafel斜率只有103 mV/dec, 且具有较好的稳定性. 在海水中, 在10 mA/cm2和40 mA/cm2的负载电流下, NiMo0.75N@NC催化剂依旧表现出了较好的稳定性.  相似文献   

8.
能源危机和环境污染日益严重,寻找可持续且清洁的新能源成为趋势,而氢能被视为最理想的选择。贵金属基催化剂虽活性优异但成本高、稳定性差,因此开发可代替如铱(Ir)和钌(Ru)等贵金属催化剂的非贵金属催化剂是研究热点,而掌握析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction,HER)机理是合成新型高效电催化剂的关键。本文综述了近年来非贵金属基HER催化剂的研究进展,围绕Fe、Co、Ni和Mn等非贵金属对电催化构建策略和提高催化活性进行了讨论,其中包括组分调控和缺陷工程等方面。此外,还展望了HER催化剂的应用前景。  相似文献   

9.
采用脱合金化和水热合成的方法制备纳米多孔Ni和纳米多孔Ni3S2/Ni复合电极。通过N2吸附-脱附测试、XRD、SEM、TEM等方法表征电极的孔径分布、物相和微观结构。在1 mol·L-1的NaOH溶液中,运用线性扫描伏安(LSV)曲线、交流阻抗(EIS)谱图、恒电流电解法等测试电极的电催化析氢性能。结果表明:在电流密度为50 mA·cm-2时,与纳米多孔Ni相比,Ni3S2/Ni合金具有更低的析氢过电位以及更高的析氢活性,同时纳米多孔Ni3S2/Ni复合电极具有更低表观活化能和电子转移阻抗,进一步明确了过渡金属硫化物对电催化析氢性能的特殊贡献。  相似文献   

10.
以硝酸钴与硝酸锌为原料,加入尿素和氟化钠在反应釜120℃下均匀生长在碳纸上得到Zn-Co(OH)_2复合前驱体,通过在室温下用5 mol/L NaOH和1 mol/L Na_2S溶液将前驱体刻蚀并部分硫化合成了CoSOH/Co(OH)_2复合材料,考察其在电解水析氧反应(OER)中的催化性能。利用XRD、SEM、TEM、XPS对催化剂的微观结构及物理化学性质进行了表征。结果表明,该方法可以刻蚀Zn原子,留下氧空位并引入掺杂S元素,氧空位和S掺杂对OER反应起到积极促进作用。同时,非晶的CoSOH也有较好的OER活性。CoSOH与Co(OH)_2的协同作用使得材料表现出最优催化效果(过电位η=310 mV,塔菲尔斜率b=90 mV/dec)及长时间的电化学稳定性,具有较高的电催化产氧性能。  相似文献   

11.
IntroductionNi( OH ) 2 ,as an active material of positiveelectrode in alkaline secondary cells,is oftenprepared by means of coprecipitation,hydrolysisand crystallization methods in the aqueoussolution[1— 7] . Recently,high pressure,powdermetallurgy and electrolysis methods in nonaqueoussolvents have been developed[8— 12 ] .For the latter,alcohol and an ammonia salt were used as thesolvent and the supporting electrolyte,respectively. The electrolysis was performed in asealing apparatus by he…  相似文献   

12.
通过化学镀法制备了具有“三明治夹心”结构的Ni-P@Ni-B/Ni催化电极. 该催化材料为直径1 μm左右的微球. 电化学性能测试结果表明, 在电流密度为10 mA/cm 2时, 其在0.5 mol/L PBS缓冲液(pH=7)中的过电位仅为287 mV, 在此电位下连续工作24 h后, 电流密度仅衰减了7.6%. 同时Ni-P@Ni-B/Ni在酸性(0.5 mol/L H2SO4)和碱性(1 mol/L KOH)条件下也具有优异的析氢反应催化活性, 达到相同电流密度时过电位分别为199和79 mV. 该工作为全pH环境下高效电解水制氢提供了新思路.  相似文献   

13.
14.
Developing efficient powder catalysts for hydrogen evolution reaction (HER) in the acidic electrolyte is significant for hydrogen generation in the proton exchange membrane (PEM) water electrolysis technique. Herein, we demonstrated an efficient catalyst for HER in the acid media based on the graphene supported ruthenium telluride nanoparticles (RuTe2/Gr). The catalysts were easily fabricated by a facile microwave irradiation/thermal annealing approach, and orthorhombic RuTe2 crystals were found anchored over the graphene surface. The defective structure was demonstrated in the aberration‐corrected transmission electron microscopy images for RuTe2 crystals and graphene support. This catalyst required an overpotential of 72 mV to drive 10 mA cm?2 for HER when loading on the inert glass carbon electrode; Excellent catalytic stability in acidic media was also observed to offer 10 mA cm?2 for 10 hours. The Volmer‐Tafel mechanism was indicated on RuTe2/Gr catalyst by Tafel slope of 33 mV dec?1, similar to that of Pt/C catalysts. The high catalytic performance of RuTe2/Gr could be attributed to its high dispersion on the graphene surface, high electrical conductivity and low charge transfer resistance. This powder catalyst has potential application in the PEM water electrolysis technique because of its low cost and high stability.  相似文献   

15.
Ni-WC复合电极在弱酸性介质中的析氢催化性能   总被引:10,自引:0,他引:10  
复合电沉积技术可以用来获得许多具有特殊功能的表层复合材料[1].其中,用来制各具有电催化活性的表层功能复合材料,引起了人们的极大兴趣[2-4].对酸性介质中氢的析出反应,金属和合金电催化作用的研究已有不少报导[5-8],但金属基复合物电催化作用研究的报告,尚不多见.本研究工作米用复合电沉积方法制备WC微粒弥散于Ni中的复合镀层,考察了其在弱酸性介质中析氢反应的电催化性能.1实验制各Ni-WC复合电极的基础镇液组成为NiSO4·6H2O310g·L-1,NiCl2·6H2O50g·L-1,H3BO340g·L-1.所用试剂均为分析纯级,用去离子水…  相似文献   

16.
A new synthesis route, based on the hydrolysis of Na2[Ni(OH)4] is presented which leads to pure single crystalline nickel hydroxide with crystal sizes up to 0.25 mm. The effect of varying preparation conditions on the crystal size is investigated.  相似文献   

17.
在纳米晶Co-Mo/Ni复合电极上的析氢反应   总被引:4,自引:0,他引:4  
采用复合电镀的方法将不同球磨时间制备的高催化活性的纳米晶Co-Mo合金粉直接镀在电极表面,用稳态极化曲线及交流阻抗技术测试了这些电极析氢的电化学活性,并用X射线衍射、透射电镜及X射线光电子能谱、扫描电镜监测了Co-MO合金粉的物相结构、晶粒尺寸和复合镀层的成份、形貌,实验结果表明,Co-Mo纳米晶合金粉有较高的析氢催化活性。球磨使钴钼粉合金化成为纳米晶,一方面增加了复合镀层的真实表面积,另一方面由于纳米晶合金具有高比例的表面活性原子,致使析氢活化能降低,加快了析氢反应,研究表明在不太高温度下,电化学脱附的活化能和整个析氢反应的活化能一致。说明电化学脱附为速度控制步骤。  相似文献   

18.
本文中主要研究了原始溶液中Ni、Co质量比(wNi∶wCo)对Ni-Co-S-O复合材料催化剂结构及性能的影响.采用水热法在泡沫镍(NF)基底上制备出了三维分层花瓣状纳米结构的Ni-Co-S-O复合材料催化剂.当原始溶液中wNi∶wCo=1∶2时,所制备的Ni-Co-S-O/NF(1∶2)催化剂具有更大的电化学活性面积...  相似文献   

19.
The development of low-cost, earth-abundant and highly-efficient cocatalysts is still important to promote the photocatalytic H2 evolution reaction over semiconductors. Herein, a series of Ni nanoclusters (NCs) modified brookite TiO2 quasi nanocubes (BTN) (marked as Ni/BTN) are fabricated via a chemical reduction process. It is found that the loading content and oxidation state of Ni NCs can significantly influence the optical absorption, photocat-alytic activity, and stability of Ni/BTN composites. Among the resultant Ni NCs-loaded products, 0.1%Ni/BTN composite delivers the best H2 evolution activity (156 μmol/h), which is 4.3 times higher than that of the BTN alone (36 μmol/h). Furthermore, the Ni NCs with ultra ne size (∽2 nm) and high dispersity enable shorter charge transfer distance by quickly capturing the photoexcited electrons of BTN, and thus result in the improved activity even though the oxidization of some Ni NCs on BTN is harmful to the activity for H2 evolution due to the much lower electron capturing capability of NiO than metallic Ni. This study not only clari es that brookite TiO2 would be a promising high-efficient photo-catalyst for H2 evolution, but also reveals vital clues for further improving its photocatalytic performance using low-cost Ni-based cocatalyst.  相似文献   

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