電化學(xué)鋁-水制氫體系析氫陰極的制備.pdf

1、本論文所研究的鋁-水電池體系是一種全新概念的高效、清潔、安全、廉價(jià)的環(huán)保型能量存儲(chǔ)及釋放體系。它在反應(yīng)過(guò)程中只消耗鋁合金電極和水，并且向負(fù)載輸電的同時(shí)，在陰極產(chǎn)生高純的氫氣實(shí)現(xiàn)電能與氫能的共生，唯一的副產(chǎn)品為Al(OH)3，回收風(fēng)干后為Al2O3。在前人研究電池結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文采用新穎、獨(dú)特的設(shè)計(jì)思路，初步設(shè)計(jì)出的新型鋁-水電化學(xué)制氫體系主要由鋁合金陽(yáng)極、中性電解液、析氫陰極、電解液循環(huán)系統(tǒng)、氫氣流量控制系統(tǒng)等組成。 通過(guò)電鍍

2、、化學(xué)鍍及復(fù)合鍍的方法，制備了Ni-S、Ni-P、Ni-Mo、Ni-W、Ni-Co、Ni-WC及Ni-ZrO2等一系列二元鎳基合金鍍層，并通過(guò)陰極極化曲線測(cè)試，初步篩選出性能最好的析氫陰極鍍層。并從元素電子結(jié)構(gòu)及元素電負(fù)性方面對(duì)合金元素的作用進(jìn)行了理論分析，初步探討了鎳基合金鍍層的電催化機(jī)理。 利用電沉積的方法制備的非晶態(tài)合金材料具有耐腐蝕、耐磨損、電催化活性高等優(yōu)異的物理化學(xué)性能。本文在高活性二元鎳基合金析氫電極的基礎(chǔ)上，以電

3、沉積的方法制備出具有低析氫過(guò)電位的鎳基三元合金電極(Ni-Co-P)，同時(shí)對(duì)其理化性能進(jìn)行了研究。通過(guò)陰極極化曲線測(cè)試，研究了主鹽離子的濃度比、電流密度、鍍液pH值及電鍍溫度等對(duì)Ni-Co-P鍍層組成及析氫性能的影響。并通過(guò)χ-射線衍射及循環(huán)伏安曲線，驗(yàn)證了電沉積出的非晶態(tài)鍍層具有高的析氫催化活性及耐蝕性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)陽(yáng)極氧化預(yù)處理能極大地提高Ni-Co-P合金的析氫催化活性，所以以化學(xué)鍍鎳磷(中磷)鍍層作為研究基體，確定了最佳的陽(yáng)極氧化工