Co-WC复合电极在碱性介质中的电催化析氢性能

Co-WC复合电极在碱性介质中的电催化析氢性能     

Ni-W-TiO2复合电极在碱性介质中的析氢电催化性能

具有较高的析氢电催化活性的镍基多元合金材料已广为报道。近年来通过复合电沉积技术在电极中掺入RuO2、ZrO2、WC等非溶性固体微粒制备的复合功能电极材料用于析氢方面的研究已有报道,这些复合电极对析氢反应都有明显的催化作用。但是用电沉积的方法在电极中掺入TiO2制备的复合功能材料的研究还未见报道,本文研究了Ni-W-TiO2复合电极的制备、形貌结构以及在碱性介质中的析氢电催化活性和电化学稳定性。     

Ni-Co-LaNi5复合电极材料在碱性介质中的电催化析氢性能

电催化析氢反应是电能向化学能转化的一个有效途径,是电化学科学中一个非常值得深入研究的课题。阴极析氢超电势的降低,是提高析氢活性,降低电解能耗的关键。为了提高电极的电催化活性,一是可通过提高电极表面的真实表面积,来降低电解过程中电极表面的真实电流密度,达到降低析氢超电势的目的;另一发展方向是提高电极材料本身的电化学活性,即寻找高催化活性的新型析氢材料犤1犦。由于过渡金属具有特殊的d电于结构,是目前公认的电化学活性最好的电极材料,而在过渡金属中,Ni及Ni合金将是研究的主要方向,其中多元合金复合材料将成为该技术发展…     

(Ni-Co)-WC复合电极的析氢催化性能

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 ．     

电沉积多孔复合Ni-P/LaNi5电极及其析氢电催化性能

采用复合电沉积制备了Ni-P/(LaNi₅+Al) 复合镀层, 然后将镀层浸泡在浓碱液中除铝, 成功得到多孔复合Ni-P/LaNi₅电极. 通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)仪等技术表征了电极的表面形貌、组成和相结构. 运用电化学线性伏安扫描(LSV)、恒电位电解、电化学阻抗谱(EIS)等手段研究了电极在20%(w) NaOH溶液中的析氢反应(HER)电催化性和稳定性. 结果表明, 与多孔Ni-P 电极相比, 多孔复合Ni-P/LaNi₅电极具有低的析氢过电位、高的比表面积和高的稳定性能; 多孔Ni-P/LaNi₅电极的析氢反应的表观活化自由能为35.44 kJ·mol^-1, 低于多孔Ni-P 的值(50.91 kJ·mol^-1).     

多孔二元过渡金属纳米片阵列电极制备及电催化析氢研究

碱性电解液中,电解水析氢的H20解离过程非常缓慢,造成析氢反应较高的过电位和Tafel效率.选择具有本征高析氢活性的合金催化剂与水解离中心-过渡金属氧化物复合,并进一步优化复合物形貌结构,被证明是解决这个科学问题的重要策略.我们报道一例新颖的二元过渡金属纳米片阵列自支撑电极(MoO3_x-MoNi4@NF),多孔MoO...     

Ni-Co/RuO2复合电极的制备及其电催化析氢性能

采用快速凝固结合去合金化的方法制备纳米多孔Ni-Co合金,利用RuO_2对Ni-Co合金进行表面修饰,通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对多孔材料进行物相分析和形貌表征,并通过线性扫描伏安法、多电位阶跃法、交流阻抗法和恒电流电解法测试多孔电极的电催化析氢性能。结果表明,Ni-Co/RuO_2复合电极材料在50 mA·cm~(-2)电流密度下析氢过电位为180 mV,析氢过程由Volmer-Heyrovsky步骤控制,交换电流密度为4.42 mA·cm~(-2),经10 h恒电流电解后电位仅增加20 mV,表现出良好的析氢稳定性。     

含稀土的镍基合金的析氢电催化行为

用电沉积方法制备的Ni-Ce-P和Ni-La-P合金作阴极测得析氢阴极极化曲线,结果表明,合金电极上析氢速率比Ni电极上约大10倍,析氢电热政移＞200mV,显示出含稀土的镍基合金具有较高的析氢催化活性,根据XPS谱图讨论了析氢的电催化机制。     

Ni-WC复合电极在弱酸性介质中的析氢催化性能

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…     

W离子注入Ni-Mo合金电极的析氢性能

本文在镍基上电沉积Ni-Mo合金层,用W^+束注入,得到活性和稳定性极佳的新型析氢电极。     

Co-WC电极

从钴镀液中添加ＷＣ微粒复合电沉积制备Ｃｏ－ＷＣ镀层,ＷＣ微粒的加入,加快了阴极电化学反应．Ｃｏ－ＷＣ复合电极在碱性溶液中具有优越的电催化析氢性能,并经受了长期间断电解的试验,电极性能稳定     

氢气在贮氢合金电极上析出反应机理的研究

贮氢合金电极上氢气的析出反应分为水分子的放电和吸附氢原子复合脱附两个步骤，即反应按Ｖｏｌｍｅｒ－Ｔａｆｅｌ机理进行，反应的超电势η可以区分为η１和η２两个组成部分，反映了Ｖｏｌｍｅｒ和Ｔａｆｅｌ反应的极化特征。析氢反应的速度由二者混合控制，在高超电势区，主要则由Ｖｏｌｍｅｒ反应所控制。     

Intensifying Hydrogen Spillover for Boosting Electrocatalytic Hydrogen Evolution Reaction

Hydrogen spillover has attracted increasing interests in the field of electrocatalytic hydrogen evolution reaction (HER) in recent years because of their distinct reaction mechanism and beneficial terms for simultaneously weakening the strong hydrogen adsorption on metal and strengthening the weak hydrogen adsorption on support. By taking advantageous merits of efficient hydrogen transfer, hydrogen spillover-based binary catalysts have been widely investigated, which paves a new way for boosting the development of hydrogen production by water electrolysis. In this paper, we summarize the recent progress of this interesting field by focusing on the advanced strategies for intensifying the hydrogen spillover towards HER. In addition, the challenging issues and some perspective insights in the future development of hydrogen spillover-based electrocatalysts are also systematically discussed.     

Temperature Effect on Hydrogen Evolution Reaction at Au Electrode

The temperature dependence of hydrogen evolution reaction (HER) at a quasi-single crys-talline gold electrode in both 0.1 mol/L HClO₄ and 0.1 mol/L KOH solutions was investigated by cyclic voltammetry. HER current displays a clear increase with reaction overpotential (η) and temperature from 278～333 K. In 0.1 mol/L HClO₄ the Tafel slopes are found to increases slightly with temperature from 118 mV/dec to 146 mV/dec, while in 0.1 mol/L KOH it is ca. 153±15 mV/dec without clear temperature-dependent trend. The apparent activation energy (Ea) for HER at equilibrium potential is ca. 48 and 34 kJ/mol in 0.1 mol/L HClO₄ and 0.1 mol/L KOH, respectively. In acid solution, Ea decreases with increase in η, from Ea=37 kJ/mol (η=0.2 V) to 30 kJ/mol (η=0.35 V). In contrast, in 0.1 mol/L KOH, Ea does not show obvious change with η. The pre-exponential factor (A) in 0.1 mol/L HClO₄ is ca. 1 order higher than that in 0.1 mol/L KOH. Toward more negative potential, in 0.1 mol/L HClO₄ A changes little with potential, while in 0.1 mol/L KOH it displays a monotonic increase with η. The change trends of the potential-dependent kinetic parameters for HER at Au electrode in 0.1 mol/L HClO₄ and that in 0.1 mol/L KOH are discussed.     

Ni/NiCo2O4复合电极的制备及其在碱性介质中的析氧性能

采用共沉淀法制备尖晶石型复合氧化物 NiCo2O4, 然后将其加入瓦特镀镍液中, 复合电沉积了 Ni/NiCo2O4复合镀层. 通过改变镀液pH值、阴极电流密度jk等条件, 探索复合电沉积的最佳工艺条件. 运用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)表征了复合镀层的表面形貌、颗粒含量和结构. 结果表明: 在镀液pH=6.2和jk=100 mA·cm-2的条件下所得Ni/NiCo2O4复合镀层中, NiCo2O4的含量达到最高(30.6%,w). 在5 mo·lL-1的KOH溶液中, 采用循环伏安、稳态极化和电化学阻抗法研究了电极的电催化析氧性能. 与镍电极对比, Ni/NiCo2O4复合电极的电催化析氧性能更高, 表观活化自由能降低了53.2 kJ·mol-1, 其析氧反应的表观交换电流密度是镍电极的7倍. 电化学阻抗谱分析表明, Ni/NiCo2O4复合电极在碱性溶液中析氧反应由电化学步骤和扩散步骤联合控制. 恒电位长时间电解析氧实验表明, 该Ni/NiCo2O4复合电极在碱性溶液中的析氧具有高的稳定性.     

二维材料用于电催化析氢的研究进展

电催化水分解因其丰富的原料来源和环境友好被认为是一种有前途的制氢技术. 开发用于电催化析氢反应的高效电催化剂是迫切需要的. 随着石墨烯的兴起, 二维(2D)材料因其独特的物理、 化学和电子特性, 已逐渐成为水电解的潜在候选材料. 本文介绍了二维材料用于电化学水分解产生氢气的最新进展, 概括了二维材料的合成方法, 总结了改善二维材料电化学析氢性能的策略, 讨论了该领域面临的挑战和未来的发展机遇.     

Lattice Mismatch Guided Nickel-Indium Heterogeneous Alloy Electrocatalysts for Promoting the Alkaline Hydrogen Evolution

The immiscibility of crystallographic facets in multi-metallic catalysts plays a key role in driving the green H₂ production by water electrolysis. The lattice mismatch between tetragonal In and face-centered cubic (fcc) Ni is 14.9 % but the mismatch with hexagonal close-packed (hcp) Ni is 49.8 %. Hence, in a series of Ni−In heterogeneous alloys, In is selectively incorporated in the fcc Ni. The 18–20 nm Ni particles have 36 wt % fcc phase, which increases to 86 % after In incorporation. The charge transfer from In to Ni, stabilizes the Ni⁰ state and In develops a fractional positive charge that favors *OH adsorption. With only 5 at% In, 153 mL h⁻¹ H₂ is evolved at −385 mV with mass activity of 57.5 A g⁻¹ at—400 mV, 200 h stability at −0.18 V versus reversible hydrogen electrode (RHE), and Pt-like activity at high current densities, due to the spontaneous water dissociation, lower activation energy barrier, optimal adsorption energy of OH⁻ ions and the prevention of catalyst poisoning.