网站客服:zx81024163 |

尿素电解产氢技术:替代 OER 反应的有前景的电化学产氢方式

2024-07-10 17:08:13发布    浏览16次    信息编号:78348

友情提醒:凡是以各种理由向你收取费用,均有骗子嫌疑,请提高警惕,不要轻易支付。

尿素电解产氢技术:替代 OER 反应的有前景的电化学产氢方式

概括:

电化学水分解反应由两个半反应组成,即阴极的析氢反应(HER)和阳极的析氧反应(OER)。理论上OER反应需要较高的电位,制约了水电解制氢技术的大规模应用。而尿素氧化反应(n,UOR)需要的理论电位相对较低,整个反应过程只产生N2、H2和CO2,不污染环境。以UOR反应取代OER反应的尿素电解制氢技术是一种非常有前景的电化学制氢方法。但UOR反应过程中涉及的6e-反应和反应机理不明确仍是该技术面临的难点,探索高效的尿素电氧化制氢双功能催化剂是提高其性能的关键。本文通过对催化剂进行设计优化,制备出对HER和UOR均具有良好催化效果的镍钼基催化剂。 具体内容如下:1.采用电沉积方法在碳布上沉积镍钼合金催化剂(MoNi4@CC),在保持其他条件不变的情况下,改变沉积时间、沉积电流密度及沉积溶液的镍铝比。通过相关电化学测试发现,UOR和HER过程中的最佳沉积时间均为1h,最佳沉积电流密度为-2,HER过程中沉积溶液的最佳镍钼比为1:4,UOR过程中沉积溶液的最佳镍钼比为3:2。

以选定的HER催化剂为工作电极,在1molL-1KOH溶液体系中,过电位仅为26mV,Tafel斜率为-1。以选定的UOR催化剂为工作电极,在1molL-1KOH与0.5molL-1尿素的混合溶液中,-2的电流密度为1.399V,Tafel斜率为-1。组装的尿素电解池仅需1.48V即可达到-2的电流密度,比水电解低0.21V,并在10h稳定性测试中表现出良好的稳定性。2.采用简便的水热法制备自支撑NiMoO前驱体,保持其它条件不变,改变水热时间和水热温度制备不同的催化剂进行优化。经过对比测试,HER和UOR过程中最佳水热时间均为4h,最佳水热温度均为150℃。 进一步在管式炉中进行低温磷化处理后,制备出自支撑Ni(PO3)2-@NF催化剂。相关电化学测试表明,当磷化温度为350℃、镍钼比为1∶1时,该催化剂在HER和UOR过程中均具有最佳催化性能。以其为工作电极时,在1molL-1KOH溶液体系中,达到电流密度-2需要50mV的过电位,Tafel斜率为-1;在1molL-1KOH与0.5molL-1尿素的混合溶液中,达到电流密度-2需要1.384V的电位,Tafel斜率为-1。 组装的尿素电解池仅需1.50V即可达到电流密度-2,比水电解低0.8V,并在10h稳定性试验中表现出良好的稳定性。

展开 

提醒:请联系我时一定说明是从娱乐城堡上看到的!