水电解电极的研究

【摘要】： 能源是支撑社会经济发展的物质基础。氢以其清洁无污染、高效、可储存和运输等优点,被视为最理想的能源载体。水电解制氢是目前广泛采用的制氢方法之一,研究制备高活性、低成本的析氢电极一直是研究者广泛关注的一个重要研究课题。 本文综述了氢的生产方法、电解水的发展概况及现状、析氢催化阴极的研究现状、水电解阳极的研究进展,指出了镍基合金电极是当前研究最广、最适合水电解制氢设备的电极,介绍了制备方法、镀液组成、镀层厚度、镀后处理、加入第三种元素对镍基合金电极的影响。 本文开展了Ni-S电极、Ni-Sn和三元合金电极的研究,针对不同制备方法下的Ni-S、Ni-Sn和Ni-S-Mn电极,分别经过极化测试、循环伏安法测试,研究每种电极的析氢性能和稳定性,并通过组建试验平台装槽测试,模拟工业使用环境,在同等工况下,对比Raney Ni电极,研究比较了Ni-S、Ni-Sn和Ni-S-Mn电极的析氢电催化性能,获得良好的Ni-Sn析氢电极。该电极在电流密度2000A/m2,温度60℃时,小室电压不超过1.95V,在电流密度4000A/m2,温度60℃时,小室电压不超过2.1V。此指标接近国外同类产品水平。 【关键词】：水电解 电极 析氢 小室电压
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TQ116.2
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-22
• 1.1 氢的生产方法7-9
• 1.1.1 矿物燃料转化制氢7
• 1.1.2 热分解制氢7-8
• 1.1.3 光催化制氢8
• 1.1.4 生物制氢8-9
• 1.1.5 电解水制氢9
• 1.2 电解水的发展概况以及现状9-11
• 1.3 析氢催化阴极的研究现状11-13
• 1.3.1 贵金属电极12
• 1.3.2 合金电极12
• 1.3.3 复合电极12-13
• 1.4 镍合金电极的分类13-18
• 1.4.1 金属-金属类13-16
• 1.4.1.1 二元合金电极13-14
• 1.4.1.2 三元合金电极14-16
• 1.4.2 金属/非金属类16-18
• 1.4.2.1 二元合金电极16-17
• 1.4.2.2 三元合金电极17-18
• 1.5 影响镍合金氢过电位的因素18-20
• 1.5.1 制备方法对析氢过电位的影响18
• 1.5.2 镀液组成对析氢过电位的影响18
• 1.5.3 镀层厚度对析氢过电位的影响18-19
• 1.5.4 镀后处理对析氢反应活性的影响19-20
• 1.5.5 加入第三种元素对析氢反应活性的影响20
• 1.6 水电解阳极的研究进展20-21
• 1.7 本文的研究背景及意义21-22
• 第二章 试验方法22-28
• 2.1 组装试验平台22-26
• 2.1.1 电解槽制备22-25
• 2.1.2 组装试验平台25-26
• 2.2 试验方法26-27
• 2.2.1 循环伏安法试验26
• 2.2.2 装槽试验26-27
• 2.3 实验仪器27
• 2.4 实验药品27-28
• 第三章 合金电极性能的研究28-53
• 3.1 喷涂Ni-S 电极28-30
• 3.1.1 极化测试28-30
• 3.1.2 试验小结30
• 3.2 电镀Ni-S 电极30-36
• 3.2.1 装槽测试30-32
• 3.2.2 循环伏安测试32-35
• 3.2.3 试验小结35-36
• 3.3 电镀Ni-Sn 和Ni-S-Mn 电极36-43
• 3.3.1 装槽测试36-38
• 3.3.2 循环伏安测试38-41
• 3.3.3 过电位比较41
• 3.3.4 电压波动现象讨论41-42
• 3.3.5 试验小结42-43
• 3.4 改进Ni-Sn 电极43-53
• 3.4.1 极化测试43-44
• 3.4.2 循环伏安测试44-50
• 3.4.3 装槽测试50-51
• 3.4.4 试验小结51-53
• 第四章 电解槽参数影响因素分析53-56
• 4.1 试验结果53
• 4.2 分析与讨论53-56
• 第五章 结论56-57
• 参考文献57-62
• 致谢62

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

Pt电极表面共吸附层NO和CO氧化还原的CV及原位FTIR研究    程前;姜艳霞;孙世刚;

基于富勒烯衍生物修饰玻碳电极的DNA电化学传感器    史娟兰;汪庆祥;陈建平;郑梅霞;高飞;

KOH和K_3[Fe(CN)_6]混合液中颗粒孔径对NiO电极电容器性能的影响    吴雯;侯孟炎;周丹丹;夏永姚;

脱氧核糖核酸分子设计在电化学生物传感器中的应用    刘刚;万莹;邹子英;任淑贞;樊春海;

百瓦级一体式再生燃料电池堆研究    张新荣;张伟;王涛;王晓锐;刘向;孙毅;

FTIR—ATR法在光谱电化学动态研究中的应用    卢为琴;王建平;孟祥发;孙素琴;胡鑫尧;

石墨烯修饰玻碳电极用于急性早幼粒细胞白血病PML/RARa融合基因的检测    连志贤;钟光贤;王昆;刘爱林;林新华;陈元仲;

3种核酸碱基(胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶)在银电极表面的吸附形态    郝艳玲;张星;方炎;

Ti/IrO_2-Pt电极电化学降解酸性橙II染料废水研究    张峰;李文奇;冯传平;于莉君;赵超;郝桂玲;

添加LaCl_3对电沉积Ni-S涂层结构和电化学性能的影响    袁铁锤;周科朝;李瑞迪;

黄铜在外加电流阴极保护中最佳电位的确定    张俊喜;颜立成;魏增福;

压电陶瓷引起的超声振动对水电解制氢产率的影响    童旭光;李建保;杨晓战;孙格靓;池波;

疏水性微孔层对SPE水电解单池性能以及稳定性的影响    刘高阳;许军元;李建玲;王新东;

半导体WO_3上化学沉积纳米Pd电极及其析氢特性    张卫国;姚素微;赵转清;王宏智;许磊;

电极表面粗糙度对MEMS平行板电容器的影响    郭等柱;

三种氨基酸化学修饰玻碳电极表面荷电性质的比较    陈静;黄燕生;邵会波;

电火花成形加工中电极表面黑色保护膜的形成及对加工的影响    杨晓欣;

带柱形凹槽电极表面双频偏压等离子体鞘层物理特性的研究    郝美兰;戴忠玲;王友年;

Ag电极表面(CN)~-络合物的SERS效应研究    王恭明;郑家骤;董抒雁;翁轶微;王文澄;章志鸣;

液晶5CB的表面增强拉曼光谱(SERS)研究    周海光;王福林;李秀燕;林颍;

自来水电解后出现有色絮状物难道水有问题？    记者 马晓燕

日证明水具有普克尔斯效应    葛进

全自动生化分析仪的使用注意事项    刘星

九月，掌声在这里响起    陈玉柱 赵红军

银器文物防变色缓蚀保护处理    上海博物馆 周浩

污水净化有了新技术    朱珠

冬季存放农机具要“六防”    高举

仿生催化与生物分子器件    南京大学陈洪渊院士

新型导电聚合物材料及膜导电性测量仪研发成功    于洋张兆军

电吸附技术实现污水高端再生利用    李晓岩

辣根过氧化物酶新型电极的构筑与自组装研究    陈志春

纳米材料修饰电极对土壤及水中酚类污染物的检测研究    殷焕顺

DNA电化学生物传感器设计优化技术研究    刘百祥

基于丝网印刷电极电化学生物传感器研究    滕渊洁

铂电极上氧还原机理与动力学的研究    李明芳

葡萄糖氧化酶/纳米材料单层或多层膜用于构筑葡萄糖生物传感器    孙莹莹

基于纳米金和三维自组装膜界面的环境电化学传感器制备及应用    崔艳萍

吩噻嗪类药物与DNA相互作用及其电化学生物传感研究    魏旭

信号增强电化学免疫分析法研究    陈兆鹏

电化学基因分型及免疫分析方法的研究    黄勇

水电解电极的研究    宋刚祥

螯合电极的制备及其对海水中铀的吸脱附过程的研究    谭钦艳

钛基二氧化钛、二氧化锡电极的制备及性能研究    任之

全固态海洋电场传感器制备及电化学性能研究    黄芳丽

埋地用Ir-Co/Ti电极的制备及性能表征    王淑慧

电极表面掺杂态聚苯胺的制备及应用    张婧

Ag/AgCl全固态海洋电极的工艺与性能研究    雷梦毕

Sm~(3+)掺杂Ti/SnO_2-Sb电极的制备及性能研究    秦瑞焕

细胞阻抗和电位检测复合传感器及其在药物分析中应用的研究    胡朝颖

硅基光电化学过氧化氢传感电极的研究    班彦萍