堿性水電解析氫復(fù)合陰極的制備與研究.pdf

1、氫能作為一種清潔能源在環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天得到了社會各界廣泛的關(guān)注，在目前諸多制氫技術(shù)中堿性水電解制氫技術(shù)工業(yè)化時(shí)間早，是技術(shù)最成熟的利用可再生資源的制氫技術(shù)。但是由于堿性水電解制氫技術(shù)的能量利用率低，高能耗成為制約此技術(shù)的關(guān)鍵。
　　對陰極進(jìn)行表面修飾可以降低電極反應(yīng)的析氫過電位，是提高堿性水電解技術(shù)能量利用率的有效方法之一。復(fù)合電沉積技術(shù)可以在電極表面沉積高析氫活性的物質(zhì)并增大電極的真實(shí)表面積，此兩者均對降低電極的析氫過電位

2、有重要作用。
　　在復(fù)合電沉積制備析氫活性陰極的研究中，學(xué)者往往更多的考慮電極表面積增大對電極析氫性能的影響和所沉積顆粒發(fā)揮的析氫催化作用，并沒有應(yīng)用較早的高活性析氫合金涂層電極的研究成果。本文將復(fù)合電沉積技術(shù)與高析氫活性的Ni-S合金相結(jié)合，以鎳箔或泡沫鎳為基體分步沉積出 Ni-S/Ni-S-Mo電極和Ni-S/Ni-MoS2電極，通過實(shí)驗(yàn)分析了沉積液成份、微粒尺寸及沉積工藝條件和方法等對電極性能的影響，并研究了中間層結(jié)構(gòu)在電極

3、中所起到的作用。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對于Ni-S/Ni-S-Mo電極，當(dāng) Ni-S沉積液中硫脲濃度為25g·L-1，Ni-S-Mo沉積液中硫脲濃度為25g·L-1，Mo顆粒濃度為8g·L-1，硫酸鎳濃度為1000g·L-1時(shí)所制電極的綜合性能最好。Ni-S中間層可以提高電極的穩(wěn)定性。而使用較小粒度的Mo顆粒則有利于提高電極的性能。Ni-S/Ni-S-Mo泡沫鎳電極的最佳電沉積工藝為 Ni-S電沉積階段電流密度采用30mA·cm-2

4、，電沉積時(shí)間為10min，Ni-S-Mo電沉積階段電流密度采用50mA·cm-2，電沉積時(shí)間為30min，沉積液溫度采用40℃。對于Ni-S/Ni-MoS2泡沫鎳電極，其最佳制備工藝條件是Ni-S電沉積階段電流密度采用24mA·cm-2，電沉積時(shí)間為15min，Ni-MoS2電沉積階段電流密度采用32mA·cm-2，電沉積時(shí)間為45min，沉積液溫度采用40℃。
　　將本實(shí)驗(yàn)所制Ni-S/Ni-S-Mo電極和Ni-S/Ni-MoS