锌-空气电池电解液Zn^(2+)浓度对析氢过程的影响

水溶液体系的二次金属-空气电池通常具有安全环保的特点,但是充电过程中仍然存在析氢副反应的安全隐患。使用线性电势扫描方法、Tafel极化曲线及极限扩散电流密度参数定量分析了二次锌-空气电池体系电解液中Zn2+浓度对析氢反应过程的影响。结果表明,随着电解液中Zn2+浓度的提高,析氢过电势逐渐增大,Zn2+浓度在6mol·L?1 KOH溶液中达到0.4 mol·L?1时,析氢过电势超过2.42 V,析氢过电势比空白溶液提高1.2 V,并且Tafel极化曲线的截距超过1.5 V,析氢电势达到超高过电势范围。此外,由Zn2+提供的极限扩散电流密度提高至8.9A·cm?2,所对应的过电势提高700 mV。研究结果对于确立二次锌-空气电池极限充电范围提供定量依据,对电池安全平稳运行具有重要价值。

Co_(2)P_(4)O_(12)/NF纳米线阵列的制备与电解水性能研究

以CoCl_(2)·6H_(2)O为原料,通过溶剂热法和磷化工艺在泡沫镍表面构建Co_(2)P_(4)O_(12)阵列,Co_(2)P_(4)O_(12)纳米线直径约200 nm。采用SEM、TEM和XRD进行形貌和晶体学特性表征,并利用三电极体系在碱性环境下测量电化学性能。在析氢过程中,只需要122 mV过电位就能达到10 mA·cm^(-2)电流密度。析氧过程中,仅需要334 mV的过电位就能达到15 mA·cm^(-2)电流密度。组装的电解池在15 mA·cm^(-2)的电流密度下工作40 h后电解槽电压没有发生明显变化,展现出很好的稳定性。Co_(2)P_(4)O_(12)/NF是一种有潜力的双功能催化剂。

双金属氮化物NiMoN析氢催化剂制备及其电解海水析氢性能的研究

电解水制氢是最具潜力的绿氢制备技术,而高效析氢反应(HER)催化剂的开发对其大规模推广意义重大.选用氯化镍和钼酸铵为镍源和钼源,通过原位生长法获得Ni Mo双金属催化剂前驱体,再以二腈二胺为氮源,高温氮化-程序升温法制备了一系列NiMoN@NC催化剂(x代表钼酸铵和氯化镍的物质的量比),并对催化剂进行了结构、形貌以及金属价态表征.分别在1 mol/L KOH碱液以及模拟海水中分析了析氢(HER)性能.结果表明,碱液中Ni MoN@NC催化剂均具有良好的电荷转移速率(R_(ct)<1Ω),具有较好的内在催化活性(Tafel斜率103~168mV/dec).其中,NiMoN@NC催化剂具有最高的极限电流(-178 mA/cm^(2)),最小的过电势(η_(10)=0.164 V,η_(100)=0.448 V),最高的内在催化活性,Tafel斜率只有103 mV/dec,且具有较好的稳定性.在海水中,在10 mA/cm^(2)和40 mA/cm^(2)的负载电流下,NiMoN@NC催化剂依旧表现出了较好的稳定性.