电镀镍铁合金电极助力电解水制氢技术
作者: 本站 来源: 本站 时间:2023年12月01日 字体:[大中小]
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电镀镍铁合金电极是一种新型电极,可以低成本、高效率地电解水,有望用于大规模生产清洁燃料——氢气。该技术采用了一种价格低廉不需要贵金属有特殊涂层的多孔金属材料,能使电解水产生的氧气气泡快速逸散,从而提高制取效率。
据报道,铁镍合金电极是迄今在碱性电解质中产氧效率最高的电极。它使用镍和铁为原料,成本低廉、容易制造,不像其他电解水技术那样需要用珍贵的稀有金属作为催化剂和电极材料。
该电极具有丰富的孔结构和较高的比表面积,其OER催化活性超过了许多前人报道的镍铁基催化剂。Fe含量对多孔镍铁合金电极的本征催化活性有影响,当Fe摩尔分数达到15%时,催化活性最高。Ni0.85Fe0.15-180-3在工业水电解条件下有较高的稳定性,运行250h性能无明显衰减。
在电解水的过程中,水在电流作用下被分解成氢气和氧气。产氧电极的效率低、成本高、需要消耗大量电力,是电解水制氢实现工业化生产的主要技术难关之一。
泡沫铁镍合金材料内部有许多微孔,直径约200微米,约为人类头发直径的两倍。超薄的镍铁合金镀层里面也有大量微孔,直径约50纳米。由于镀层和内部都充满微孔,新型电极的表面积非常大,有利于电解过程中生成的氧气的释放和逸散。氧气气泡逸散不够快,是一个降低电极利用率的普遍问题。
氢的燃烧产物是水,不会产生二氧化碳和其他污染物,是一种清洁高效的能源,如果能大规模低成本制取,将有助于满足世界日益增长的能源需求,同减少污染、遏制全球变暖。
高活性与稳定性镍铁合金电极在碱性水电解制氢中具有广阔的前景。强析气条件下形成的多级孔结构电极的成功制备也为其它析气电极结构优化提供了新的思路。