水電解電極的研究

【摘要】： 能源是支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。氫以其清潔無(wú)污染、高效、可儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn),被視為最理想的能源載體。水電解制氫是目前廣泛采用的制氫方法之一,研究制備高活性、低成本的析氫電極一直是研究者廣泛關(guān)注的一個(gè)重要研究課題。 本文綜述了氫的生產(chǎn)方法、電解水的發(fā)展概況及現(xiàn)狀、析氫催化陰極的研究現(xiàn)狀、水電解陽(yáng)極的研究進(jìn)展,指出了鎳基合金電極是當(dāng)前研究最廣、最適合水電解制氫設(shè)備的電極,介紹了制備方法、鍍液組成、鍍層厚度、鍍后處理、加入第三種元素對(duì)鎳基合金電極的影響。 本文開展了Ni-S電極、Ni-Sn和三元合金電極的研究,針對(duì)不同制備方法下的Ni-S、Ni-Sn和Ni-S-Mn電極,分別經(jīng)過極化測(cè)試、循環(huán)伏安法測(cè)試,研究每種電極的析氫性能和穩(wěn)定性,并通過組建試驗(yàn)平臺(tái)裝槽測(cè)試,模擬工業(yè)使用環(huán)境,在同等工況下,對(duì)比Raney Ni電極,研究比較了Ni-S、Ni-Sn和Ni-S-Mn電極的析氫電催化性能,獲得良好的Ni-Sn析氫電極。該電極在電流密度2000A/m2,溫度60℃時(shí),小室電壓不超過1.95V,在電流密度4000A/m2,溫度60℃時(shí),小室電壓不超過2.1V。此指標(biāo)接近國(guó)外同類產(chǎn)品水平。 【關(guān)鍵詞】：水電解 電極 析氫 小室電壓
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TQ116.2
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-22
• 1.1 氫的生產(chǎn)方法7-9
• 1.1.1 礦物燃料轉(zhuǎn)化制氫7
• 1.1.2 熱分解制氫7-8
• 1.1.3 光催化制氫8
• 1.1.4 生物制氫8-9
• 1.1.5 電解水制氫9
• 1.2 電解水的發(fā)展概況以及現(xiàn)狀9-11
• 1.3 析氫催化陰極的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 貴金屬電極12
• 1.3.2 合金電極12
• 1.3.3 復(fù)合電極12-13
• 1.4 鎳合金電極的分類13-18
• 1.4.1 金屬-金屬類13-16
• 1.4.1.1 二元合金電極13-14
• 1.4.1.2 三元合金電極14-16
• 1.4.2 金屬/非金屬類16-18
• 1.4.2.1 二元合金電極16-17
• 1.4.2.2 三元合金電極17-18
• 1.5 影響鎳合金氫過電位的因素18-20
• 1.5.1 制備方法對(duì)析氫過電位的影響18
• 1.5.2 鍍液組成對(duì)析氫過電位的影響18
• 1.5.3 鍍層厚度對(duì)析氫過電位的影響18-19
• 1.5.4 鍍后處理對(duì)析氫反應(yīng)活性的影響19-20
• 1.5.5 加入第三種元素對(duì)析氫反應(yīng)活性的影響20
• 1.6 水電解陽(yáng)極的研究進(jìn)展20-21
• 1.7 本文的研究背景及意義21-22
• 第二章 試驗(yàn)方法22-28
• 2.1 組裝試驗(yàn)平臺(tái)22-26
• 2.1.1 電解槽制備22-25
• 2.1.2 組裝試驗(yàn)平臺(tái)25-26
• 2.2 試驗(yàn)方法26-27
• 2.2.1 循環(huán)伏安法試驗(yàn)26
• 2.2.2 裝槽試驗(yàn)26-27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)儀器27
• 2.4 實(shí)驗(yàn)藥品27-28
• 第三章 合金電極性能的研究28-53
• 3.1 噴涂Ni-S 電極28-30
• 3.1.1 極化測(cè)試28-30
• 3.1.2 試驗(yàn)小結(jié)30
• 3.2 電鍍Ni-S 電極30-36
• 3.2.1 裝槽測(cè)試30-32
• 3.2.2 循環(huán)伏安測(cè)試32-35
• 3.2.3 試驗(yàn)小結(jié)35-36
• 3.3 電鍍Ni-Sn 和Ni-S-Mn 電極36-43
• 3.3.1 裝槽測(cè)試36-38
• 3.3.2 循環(huán)伏安測(cè)試38-41
• 3.3.3 過電位比較41
• 3.3.4 電壓波動(dòng)現(xiàn)象討論41-42
• 3.3.5 試驗(yàn)小結(jié)42-43
• 3.4 改進(jìn)Ni-Sn 電極43-53
• 3.4.1 極化測(cè)試43-44
• 3.4.2 循環(huán)伏安測(cè)試44-50
• 3.4.3 裝槽測(cè)試50-51
• 3.4.4 試驗(yàn)小結(jié)51-53
• 第四章 電解槽參數(shù)影響因素分析53-56
• 4.1 試驗(yàn)結(jié)果53
• 4.2 分析與討論53-56
• 第五章 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 致謝62

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