Pt-ZrO2/Ti电极在酸性介质中的电催化析氢性能

在研究钛基复合镀Pt-ZrO2电极镀层性能、碱性介质中电催化性能的基础上, 为了试验电极在酸性介质中是否也有电催化作用及影响电催化作用的因素,再一次通过复合电沉积技术制备出Pt-ZrO2/Ti电极,用扫描电镜观察了电极表面形貌,进行了电极在0.5mol/L硫酸介质中的阴极极化曲线实验.结果表明,Pt-ZrO2/Ti电极在酸性介质中也有电催化作用且电催化析氢性能高于Pt/Ti电极,性能的提高除了较小的电阻外,较大的表面粗糙度是一个重要因素.用该复合电极代替铂电极使用,在性能和经济上来说具有一定的意义.     

多孔Ni-Cu-Ti-La2O3复合电极的制备及其析氢性能

采用粉末冶金方法烧结制备了多孔Ni-Cu-Ti-La₂O₃复合电极,讨论不同La₂O₃的掺杂量对电极析氢性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段对电极的微观结构和物相组成进行表征。结果表明：Ni-Cu-Ti合金体系中La₂O₃的掺杂可有效提高电极材料的电荷传输速率,多孔Ni-Cu-Ti-La₂O₃复合电极在6 mol/L KOH溶液中表现出良好的析氢催化活性,其整体析氢催化活性明显优于多孔Ni-Cu-Ti、Ni-Cu-W、Ni-Cu-Co、Ni-Cu-Zr和Ni-Cu电极;当烧结温度为1000℃时,成分为Ni-CuTi-9La的多孔复合电极具有最佳的析氢催化性能,其Tafel斜率为63.18 mV/dec,电流密度在10 mA/cm²时过电位为1077 mV(vs Hg/HgO),多孔Ni-Cu-Ti-La₂O₃     

复合型LaNi5／Ni—S合金镀层在碱液中的析氢反应

通过熔盐电解结合水溶液电沉积方法获得了复合型LaNi5/Ni-S合金镀层.Na3AlF6-La2O3(质量比为92:8)体系中的熔盐电解实验表明,由于阴极Ni具有较强的阴极去极化能力,即使在远未达到La析出电位的条件下,仍可获得LaNi5储氢合金层.电化学测试表明,该复合阴极材料具有较高的电化学活性,在80℃、30%NaOH溶液中,当阴极电流密度为150 mA·cm-2时,其析氢过电位仅为75 mV.循环伏安及开路电位测试表明,LaNi5合金层在电解过程中可吸收一定量的氢,在电解槽出现断电或逆电流情况下这些吸收氢可发生放电过程,避免阴极材料溶出,从而为该析氢阴极提供电化学保护.     

电沉积制备(Ni-W-P)-TiO_2纳米复合电极的催化析氢性能

用恒电流复合电沉积方法制备(Ni-W-P)-TiO2复合电极,讨论TiO2悬浮量和电沉积时间对电极催化析氢性能的影响。采用SEM和XRD对电极的表面形貌和晶体结构进行分析,以稳态极化曲线对电极的催化析氢特性进行评价,并推测其反应机理。结果表明:(Ni-W-P)-TiO2电极是纳米TiO2粒子相和纳米晶Ni-W-P固溶体相构成的复合电极,具有较高的催化析氢活性;在25℃、0.5mol/LH2SO4介质中(Ni-W-P)-TiO2电极的表观交换电流密度是Ni-W-P合金电极的2.7倍,是Ni电极的53倍;当电流密度为100mA/cm2时,该电极电势相对于Ni-W-P电极正移了176mV,相对于Ni电极正移了581mV;(Ni-W-P)-TiO2复合电极催化活性的提高主要源于反应机理的改变,复合电极表面的TiO2纳米粒子与Ni-W-P合金具有明显的电子协同效应。     

氧化铈-镍钨复合电极的制备及其析氢催化性能

以(200)择优取向的Ni-5W合金薄带为基体,采用脱合金法制备纳米多孔NiW后,再化学溶液沉积CeO₂制备CeO₂(200)晶面暴露的NiW-nano-CeO₂复合电极。采用AFM、XRD和XPS对电极形貌和表面结构进行表征。通过阴极极化曲线和电化学阻抗技术表征各电极的电解析氢行为。结果表明,(200)晶面暴露的纳米多孔NiW-CeO₂电极比Ni(111)晶面暴露的Ni-CeO₂电极和无择优取向的NiS-CeO₂和NiZn-CeO₂电极的析氢性能好,该复合电极具有比文献中所报道的共沉积的Ni-CeO₂更高的交换电流密度1.7×10^-1 A·cm^-2。在1.0 mol/L NaOH溶液中达到电流密度100 mA·cm^-2时,过电位比NiW-CeO₂电极和NiW电极分别降低55和81 mV。选择性暴露(200)晶面的CeO     

泡沫基材-Ni-石墨烯复合镀层制备及电催化析氢性能研究

目的 采用电沉积技术在泡沫基材上沉积制备Ni-石墨烯复合镀层,期望借助泡沫基材的三维多孔结构和石墨烯的超高比表面积来改变复合材料的表面状态,进而获得高镀层的电催化析氢性能。方法 采用电沉积技术将石墨烯作为第二相粒子沉积,制备了泡沫基材-Ni-石墨烯复合电极,通过SEM和EDS研究了其微观形貌及成分,并利用电化学工作站完成了镀层电极的极化曲线、交流阻抗和电解水稳定性测试,使用控制变量法探究了镀层厚度、镀液石墨烯浓度和基材形貌对镀层电催化析氢活性的影响。结果 SEM和EDS表征发现,镀层表面形貌受镀液中石墨烯浓度影响较大,石墨烯作为第二相嵌入镀层后,明显改变了复合镀层的表面形貌,其存在形态为颗粒状,在150 mg·L^–1时颗粒堆积最多。进一步利用电化学分析技术探究了镀层厚度、镀液石墨烯浓度和基材形貌对电极电催化析氢性能的影响,发现在一定范围内,不同厚度镀层的电催化析氢活性基本相同;石墨烯质量浓度为150mg·L^–1时制得的电极的电催化析氢性能最优,析氢过电位为211.2m V(vs.RHE),且电解水稳定性良好;泡沫基材镀层的电催化析氢活性明显优...     

Ni-Cr-Mo-Cu多孔磷化物电极的制备及电催化析氢性能研究

为了解决电解水析氢过程中所用电极材料的低效率、高成本问题,采用粉末冶金法—低温磷化法制备了一种Ni-Cr-Mo-Cu多孔磷化物电极。采用X射线衍射分析(XRD)、场发射电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等对电极的物相、形貌结构以及元素分布等进行表征;通过开路电位、线性极化、交流阻抗等方法测试了磷化物电极材料的电催化析氢性能。结果表明Ni-Cr-Mo-,Cu多孔磷化物电极具有优异的析氢性能,调节磷化时间可在较大程度上提高其析氢催化活性。在室温条件下,磷化时间为2小时的Ni-Cr-Mo-Cu多孔磷化物电极在6mol/L KOH的溶液中析氢性能较好,其析氢过电位仅有-0.19V (vs RHE),交换电流密度为10mA/cm2时对应的极化电位为-0.20V (vs RHE);经开路电位测试18000s后,电极材料的开路电位 (η) 从+0.80变化为0.78V (vs RHE),仅降低0.02 V,表明其具有良好的电催化稳定性。     

一步电沉积法制备Ni-Mo-Nd/NF复合电极及其析氢性能研究

目的 采用一步恒电流沉积法在泡沫镍基底上制备出镍-钼-钕三元析氢电极,提高碱性条件下的析氢性能。方法 使用电化学工作站研究工艺参数对Ni-Mo-Nd/NF析氢电极性能的影响,同时制备Ni-Mo/NF析氢电极,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对合金镀层表面形貌、相结构、元素含量及成键状态进行表征。通过线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)及电化学阻抗技术(EIS)测试电极析氢性能。结果 最佳工艺参数为:pH=4.5,电流密度30 mA/cm²,沉积时间60 min,温度30 ℃。在1.0 mol/L KOH溶液中,Ni-Mo-Nd/NF电极在10 mA/cm²下的析氢过电位仅为73 mV,Tafel斜率为147 mV/dec,表明析氢反应机理遵循典型的Volmer-Heyrovsky步骤。此外,Ni-Mo-Nd/NF电极在长时电解24 h时电流密度保持稳定,2 000次循环伏安测试后,催化剂的活性衰减微小。结论 稀土元素Nd的掺杂,能够细化电极表面的球形颗粒并提高电极表面粗糙度,从而提升电极的比表面积,为析氢反应提供更多的活性位点,利于析氢反应效率的提高。由于三元合金的协同作用,与二元合金Ni-Mo/NF相比,Ni-Mo-Nd/NF三元合金电极显示出更优异的HER催化性能。     

提高Mg—Ni贮氢合金电极性能的因素

Mg-Ni合金作为大容量贮氢电极材料有很好的应用前景，但其电容量衰退快，寿命短，限制了目前的进一步开发应用，本文分析了影响贮氢合金电极放电性能的因素，综述了提高贮氢合金电极综合电化学性能的各种可行性方法。     

镍硫钴析氢电极的制备及性能研究

采用电沉积方法制备Ni-S-Co合金电极,通过正交实验和极化曲线测试研究了CoSO4·7H2O浓度、电流密度、电镀液温度、电沉积时间和电解液温度对Ni-S-Co电极析氢性能的影响.采用SEM,XRD和EDXA对镀层的形貌、结构和组成进行观察和分析.实验结果表明:制备具有最佳析氢活性的Ni-S-Co电极的工艺条件是25 ...     

LaNi5最大储氢量的晶体结构分析

在对LaNi5晶体结构进行分析之后，认为一个晶胞是由3个十二面体，9个八面体，6个六面体和36个四面体所组成。四面体间隙太小，不能储存氢原子。这样，一个晶胞内可以储存18个氢原子，氢原子与金属原子比为H／M=1。LaNi5最大储氢量为1．379％。     

LaNi5中贮氢间隙位的电子结构分析

根据密度泛函理论，采用总体能量计算方法，以扩展平面波函数为基集，并结合超软赝势技术，计算了LaNi，及其5种不同贮氢间隙位的总体能量、能带结构、电子态密度以及Mulliken布居电荷。根据计算结果，分析了LaNi，及LaNi5H的电子结构及氢化物形成前后电子结构的变化，讨论了M-H键的特征，初步探讨了各贮氢间隙位的稳定性及氢原子更倾向占据的间隙位。     

LaNi5+x%TiMn1.19合金的贮氢性能

研究了LaNi5 x％TiMn1．19(质量百分比,下同)(x=5,10,15,25)合金的贮氢性能,研究结果表明：由于TiMn1．19合金的加入,有效地降低了贮氢材料的平台压力,当TiMn1.19的含量为15％左右时,室温下合金的平台压力近于0．1MPa,适于作为负极贮氢材料使用。     

LaNi5-xAlx (x=0~1.2)合金的循环储氢性能研究

通过真空感应熔炼法制备了LaNi5-xAlx (x=0, 0.25, 0.75, 1.2)储氢合金,并对其微观结构、力学性能、循环吸放氢性能及抗粉化性能进行了研究。结果表明,Al元素的加入能够明显改善合金晶体结构稳定性和储氢容量稳定性;随着Al含量的增加,合金的抗粉化性能呈现先减弱后增强的趋势;合金的力学性能和储氢容量共同影响着其抗粉化性能,其中力学性能是最主要的影响因素;在普通高纯氢气氛下,LaNi5-xAlx (x=0~1.2)合金的容量衰减主要是由于材料自身原因造成,很可能是发生了歧化反应     

Microstructure and electrochemical characteristics of nonstoichiometric La-rich AB5-type ahoy for Ni/MH battery electrode

The nonstoichiometric La-rich mischmetal (designated by Ml)-based hydrogen storage alloy with a composition of Ml(Ni0.64Co0.20Mn0.12Al0.04)4.76 was prepared by arc melting and annealed at 1173 K for 10 h to investigate the effect of annealing treatment on the microstructure and electrochemical characteristics of the alloy. X-ray diffraction analysis showed that annealing can cause a release of the crystal lattice strain and an increase in amounts of the La2Ni7-type second phase in Ml(Ni0.64Co0.20Mn0.12Al0.04)4.76 alloy. Scanning electron microscopy and electron probe microanalysis examinations indicated that annealing leads to disappearance of the dendrite structure in the as-cast alloy, growth of crystal grain, and decrease of composition segregation. The annealing at 1173 K for 10 h flattened and extended the potential plateau and inprovement in electrochemical characteristics was discussed based on the alloy microstructure change induced by annealing.     

钛基镍钴合金电极的制备及析氢性能

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。