稀土铈对镍-钴合金电极的析氢催化性能的影响

采用电沉积方法制备了Ni—Co和Ni—Co(RE)合金电权。通过电化学方法研究了其在7mol/L KOH溶波中的析氢电催化活性。实验发现，与Fe电权相比，Ni—Co和Ni—Co(RE)合金电权的析氢电位正移，其中Ni—Co(RE)合金电权的析氢电位正移250mV。通过扫描电镜和合金镀层成分分析，探讨了稀土饰对Ni—Co合金电权析氢电催化性能的影响。结果表明，稀土饰的加入提高了合金电权在7mol/L KOH溶液中的析氢电催化活性和电化学稳定性。有利于降低槽压，减少能耗。     

中性体系中钴对镍电极析氧催化性能的影响

为了研究钴镍电极在中性体系中的电催化性能和催化循环稳定性,在金属钛电极上采用电沉积方法制备了不同钴含量的镍涂层电极,通过X射线衍射技术、扫描电镜技术、恒电流极化曲线和循环伏安等测试技术,探讨了不同钴元素的添加量对镍涂层电极在中性体系中析氧电催化活性和循环稳定性的影响.结果表明,添加适量的钴元素细化了镀层晶粒,增大了电极比表面积,提高了电极的析氧催化活性,其中添加40g/L CoSO_4·5H_2O时涂层的晶粒最细,继续增加钴含量颗粒变大但形状多面,比表面积没有减小,对电极析氧催化性能影响不大;同时钴的添加不利于晶体的结晶,降低了电极表面状态的循环稳定性能.     

水热法制备镍负载硫磷双掺杂石墨烯电极及其电催化析氢性能研究

设计一种高活性、高稳定性的非贵金属基催化剂,对电催化析氢的应用具有重要意义.以硫酸和植酸为硫磷掺杂剂,采用水热法合成了硫磷共掺杂石墨烯(SPG);随后,采用简单的醇热法制备了直接生长在SPG上的Ni基纳米材料(Ni/SPG).制备的Ni/SPG电催化剂表现出杰出的析氢性能,其阻抗极低(0.48Ω),电化学活性表面积极好...     

电沉积Ni-W-P合金上析氢行为的研究

在１ｍｏｌ／Ｌ的ＫＯＨ水溶液中,以电沉积法制备的Ｎｉ－Ｃｏ－Ｐ、Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金为阴极,测量析氢时的极化曲线,结果表明,与Ｎｉ电极相比,Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金电极上氢析出的电势正移２００次毫伏,即Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金电极具有较高的析氢电催化活性。通过ＳＥＭ和ＸＰＳ分析探讨了Ｎｉ电极中引入Ｗ和Ｐ元素对析氢催化活性的影响。     

镧-钼合金电镀及其析氢电催化性能

用正交试验法研究了钛基上La-Mo合金电镀方法及其工艺条件。经测试，合金镀层结合力强、硬度高、耐腐蚀及耐热性能优良。以钛基电镀La-Mo合金镀层作为阴极，在300g／L NaCl溶液中，在60℃，电流密度为300mA／cm^2下电解，能降低氢超电势680mV，显示了钛基电镀La-Mo合金镀层优良的析氢电催化性能。     

非晶态Ni—Mo—Fe合金作电解水析氢反应电极

用电沉积法制备非晶态Ｎｉ４１．５Ｍｏ５．５Ｆｅ２３．０合金电极。该合金电极在３０ｗｔ％ＫＯＨ溶液，７０℃作析氢反应阴极，实验研究结果表明，合金电极对氢的析出反应具有优良的电催化性能。在２００ｍＡ／ｃｍ＾２电流密度下析氢反应过电位约９０ｍＶ，在连续电解和间歇电解条件下有良好的电化学稳定性。     

自组装磷化镍纳米片阵列电极的电催化析氢性能研究

可持续发展的清洁氢能源是未来能源发展的方向之一,因而发展高效廉价的析氢材料变得尤为重要。本文首次通过水热和退火的方式制备出自组装磷化镍纳米片阵列结构,并通过SEM和XRD等技术表征这种结构的形貌和组成成分。与众多关于Ni-P纳米材料集中在酸性体系下的析氢电化学研究不同,本文首次通过在碱性条件下稳态极化曲线(LSV)、Tafel极化曲线、电流-时间曲线(i-t)以及交流阻抗曲线探究了其作为电解水析氢纳米电催化电极材料的电化学性能。该材料的电极具有特殊的纳米形貌结构和性质,使其具有更低的析氢反应电位、更大的析氢反应活性和较好的稳定性,具有替代贵金属作为水解析氢材料的潜力。     

电镀镍-钴合金对La-Mg-Ni基贮氢合金电化学性能的影响

为了改善La-Mg-Ni基贮氢合金的循环稳定性和综合电化学性能,研究了电镀镍-钴合金对La0.88Mg0.12Ni2.95Mn0.10Co0.55Al0.10贮氢合金粉末表面形貌和电极电化学性能的影响.FESEM表明,电镀处理后合金粉末表面沉积了球状的镍-钴合金颗粒.电化学性能测试表明,贮氢合金电极的放电容量、高倍率放电性能和循环稳定性均得到了显著改善.200周循环时合金电极的容量保持率从未处理合金电极的60%提高到镀覆镍-钴合金的80%,在放电电流密度1080mA/g下的高倍率放电性能提高了23%.线性极化曲线和电化学阻抗分析结果显示,包覆镍-钴合金后贮氢合金电极表面的电荷转移速率加快,电催化活性提高.     

碱液中镍电极的析氢机理

研究镍电极在碱液中的析氢机理对开发二次清洁能源有指导意义,过去对其研究不够.通过Tafel曲线和电化学阻抗谱对镍电极在KOH溶液中的析氢机理进行了研究.结果表明,过电位低于600 mV时,析氢服从复合脱附机理,反应历程为电化学步骤+复合脱附步骤;过电位高于600 mV时,析氢服从迟缓放电机理或电化学脱附机理,反应历程为电化学步骤+电化学脱附步骤.     

AC/Ni-Co复合电极材料的制备及其催化析氢性能

采用复合电沉积法制备了AC(活性炭) / Ni-Co 复合电极。XRD 和SEM 测试结果表明, AC 微粒的复合未改变Ni-Co 合金电极的物相结构, 但使镀层的表面粗糙度和真实表面积增大。通过稳态阴极极化曲线和电化学交流阻抗技术考察了不同电极在1 mol·L-1 NaOH 溶液中的催化析氢性能, 结果表明, 镀液中AC 含量为3 g·L-1时所制备的AC/ Ni-Co 复合电极较Ni 电极和Ni-Co 合金电极具有更高的催化析氢活性, 电流密度为30 mA·cm-2时, 析氢反应极化电位分别比Ni 电极和Ni-Co 合金电极正移230 mV 和140 mV , 表观交换电流密度分别是Ni 电极和Ni-Co 合金电极的42 倍和9 倍, 复合电极催化析氢性能的提高主要归因于电极真实表面积的增大。      

非晶态Fe-Mo合金在碱性溶液中的电催化析氢活性

研究了电沉积制备的非晶态Fe-Mo合金(组成分别为Fe82Mo18、Fe74Mo26和Fe71Mo29)电极在30％KOH溶液中，303～343K的温度范围内的析氢催化性能。三种非晶态合金都显示出较好的催化析氢活性。温度为343K，析H2电流密度为300nA／cm^2时的析H2过电位为150～157mV。非晶态Fe82Mol8、Fe74Mo26和Fe71Mo29合金上析H2反应的表观活化能分别为57．18，47．33，102．28kJ／mol。     

脉冲电沉积制备Ni-W-Fe-La纳米晶析氢电极材料

脉冲电沉积合金层较为复杂,目前尚未实际应用。采用脉冲电沉积技术制备了Ni-W-Fe-La纳米晶合金析氢镀层,利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪等设备测试了合金镀层的形貌、结构和组成。研究了制备工艺对镀层析氢性能的影响。确定了合金镀层的最佳制备工艺条件:机械搅拌下,控制平均电流密度Jm=5A/dm2,峰值电流密度Jp=14A/dm2,占空比R为35%,脉冲频率f=150Hz,pH值6.0～6.5,脉冲时间30min,镀液温度35℃。结果表明:制备的Ni-W-Fe-La镀层为纳米级镀层,其晶粒尺寸为48.73nm;稀土La元素的加入能够明显改变镀层表面形貌、晶粒尺寸以及镀层的耐蚀和析氢电催化活性,析氢电位比直流电沉积所得的同类镀层明显正移。     

Interstitial Hydrogen Atom to Boost Intrinsic Catalytic Activity of Tungsten Oxide for Hydrogen Evolution Reaction

Tungsten oxide (WO₃) is an appealing electrocatalyst for the hydrogen evolution reaction (HER) owing to its cost-effectiveness and structural adjustability. However, the WO₃ electrocatalyst displays undesirable intrinsic activity for the HER, which originates from the strong hydrogen adsorption energy. Herein, for effective defect engineering, a hydrogen atom inserted into the interstitial lattice site of tungsten oxide (H_0.23WO₃) is proposed to enhance the catalytic activity by adjusting the surface electronic structure and weakening the hydrogen adsorption energy. Experimentally, the H_0.23WO₃ electrocatalyst is successfully prepared on reduced graphene oxide. It exhibits significantly improved electrocatalytic activity for HER, with a low overpotential of 33 mV to drive a current density of 10 mA cm⁻² and ultra-long catalytic stability at high-throughput hydrogen output (200 000 s, 90 mA cm⁻²) in acidic media. Theoretically, density functional theory calculations indicate that strong interactions between interstitial hydrogen and lattice oxygen lower the electron density distributions of the d-orbitals of the active tungsten (W) centers to weaken the adsorption of hydrogen intermediates on W-sites, thereby sufficiently promoting fast desorption from the catalyst surface. This work enriches defect engineering to modulate the electron structure and provides a new pathway for the rational design of efficient catalysts for HER.     

一种新型稀土贮氢合金MlNi_(4.7)Al_(0.3)的贮氢性能

研究了新型稀土合金MlNi_(4.7)Al_(0.3)的PCT性能、动力学特性、活化性能、循环性能、抗O_2毒化性能.并与LaNi_5合金进行了比较,结果表明,MlNi_(4.7)Al_(0.3)活化性能、循环稳定性、抗O_2毒化性能均优于LaNi_5,是一种具有应用前景的稀土贮氢合金。     

析氢催化电极的研究现状

综述了析氢反应中高催化活性电极的现状，并对析氢催化机理进行了评述。     

稀土Ce对涂层阳极电催化性能的影响

在涂层阳极中掺入稀土Ce对电催化性能的影响报道较少.利用热分解方法在不同温度下制备了不同摩尔分数Ce的三元涂层Ru0.3Ti(0.7～x)CexO2,通过极化曲线测试、交流阻抗谱测试、扫描电镜观察,研究了所制备涂层的电催化活性.结果表明:Ce的掺入量有一个最佳范围,摩尔分数为0.2～0.3时涂层阳极电催化性能最好;适当的热分解温度有利于含Ce涂层阳极性能的提高,最佳温度为450℃;在阳极涂层中引入Ce可以提高其电催化活性.     

镍合金析氢电极研究概述

从镍合金析氢电极的分类、性能、表征、析氢机理、催化机理以及工业化应用前景等方面对该电极的研究状况进行了简要的评述与分析.     

铝合金Ni-Co-P合金电镀工艺优化

在铝及其合金表面沉积Ni或Ni基合金,可以提高基体表面的硬度和耐磨性.通过正交试验,研究了铝硅合金基体上电镀Ni-Co-P镀层的工艺,得到了电流密度、镀液温度、pH值、电镀时间、镀液成分对镀层厚度、硬度、成分和沉积速率的影响规律,同时,还考察了镀层的耐磨性.结果表明:延长电镀时间、提高镀液温度和pH值时,镀层厚度和镀层硬度均增大;提高电流密度时,镀层厚度增大,但镀层硬度减小.提高电流密度、升高温度和提高pH值时,沉积速率增大.     

Dislocation-Strained IrNi Alloy Nanoparticles Driven by Thermal Shock for the Hydrogen Evolution Reaction

Designing high-performance and low-cost electrocatalysts is crucial for the electrochemical production of hydrogen. Dislocation-strained IrNi nanoparticles loaded on a carbon nanotube sponge (DSIrNi@CNTS) driven by unsteady thermal shock in an extreme environment are reported here as a highly efficient hydrogen evolution reaction (HER) catalyst. Experimental results demonstrate that numerous dislocations are kinetically trapped in self-assembled IrNi nanoparticles due to the ultrafast quenching and different atomic radii, which can induce strain effects into the IrNi nanoparticles. Such strain-induced high-energy surface structures arising from bulk defects (dislocations), are more likely to be resistant to surface restructuring during catalysis. The catalyst exhibits outstanding HER activity with only 17 mV overpotential to achieve 10 mA cm⁻² in an alkaline electrolyte with fabulous stability, exceeding state-of-the-art Pt/C catalysts. These density functional theory results demonstrate that the electronic structure of as-synthesized IrNi nanostructure can be optimized by the strain effects induced by the dislocations, and the free energy of HER can be tuned toward the optimal region.