添加剂法降低水电解中析氧过电位的研究

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氢能是洁净能源,利用自然界可再生的水资源制取氢是人类未来的首选方法。但目前水电解制氢能耗较大,寻求水电解制氢的节能新途径意义重大。提高阳极的活性,降低析氧过电位是提高析氢效率的关键。添加剂法是降低水电解制氢中析氧过电位的新途径。本文考察研究了向KOH溶液添加不同类型的表面活性剂后Ni电极上的析氧情况。实验选用了9种表面活性剂:十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、三辛基一甲基氯化铵(Aliquat 336? )、十二烷基三甲基氯化铵(LTAC)、十二烷基磺酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)、Span60和Tween20,利用极化曲线来研究它们在不同工作条件下的析氧过电位。找到了一种能有效降低析氧过电位并基本上不影响阴极析氢状况的表面活性剂Aliquat 336?,并且较深入的研究了其在不同浓度的KOH溶液中、在不同的操作温度下对Ni电极上析氧的促进情况。研究发现,在碱液中饱和的Aliquat 336?对氧气析出有明显的促进作用,对Ni上氢气的析出稍有抑制作用。但是随着碱液浓度的增大,这种对氢气的抑制作用呈减弱的趋势。随着操作温度的升高,Aliquat 336?促进氧气析出的能力增强了,而抑制氢气析出的作用减弱了。文章还利用表面活性剂胶团来影响氧气析出过程中反应粒子周围的溶剂重排的理论,初步解释了Aliquat 336?降低析氧过电位的机理。
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