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析氧電極

發(fā)布時(shí)間：

2023/06/12 22:05

解水的速率控制步驟主要由陽(yáng)極析氧反應(yīng)（OER）所決定，且陽(yáng)極極化為主要的電極極化。目前商業(yè)上普遍采用銥黑或IrO2作為OER催化劑，其成本大約占電解槽的10%。由于銥存在高成本和低儲(chǔ)量的限制，研究人員一直致力于降低銥催化劑的用量并提高其單位質(zhì)量活性。

如何科學(xué)有效合理地選擇合適的電極材料，配合相關(guān)技術(shù)手段進(jìn)一步提高其活性，大大提高制氫效率，降氫成本，這個(gè)問題答案在制氫領(lǐng)域有著至關(guān)重要的意義。研究新型析氧電極，選擇合適的電極材料，提高電解水工藝中的電解效率，對(duì)電解水制氫工業(yè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，無(wú)論是節(jié)能效率還是長(zhǎng)期解決能源短缺問題。

雖然鋁的陽(yáng)極氧化是常見的生產(chǎn)工藝，但是其氧化機(jī)理目前還不能說(shuō)非常清楚。比較多的說(shuō)法是陽(yáng)極會(huì)有水的氧化析出O原子，活潑的氧原子擴(kuò)散通過(guò)氧化鋁表面膜到達(dá)鋁基體再把鋁氧化。問題是析氧的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為1.23V，鋁氧化的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)只有-1.66V。兩個(gè)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)相差巨大，通常不會(huì)有析氧的反應(yīng)。但是鋁氧化的情況比較特殊，因?yàn)槿趸X是不導(dǎo)電的，鋁的表面一旦有氧化膜，鋁的氧化反應(yīng)便無(wú)法進(jìn)行從而導(dǎo)致析氧反應(yīng)的發(fā)生也是有可能的。

基于電極在碳或石墨因其成本低、比表面積大，因此很常見。此外，它們還能促進(jìn)污染物在其表面的吸附，同時(shí)產(chǎn)生電氧化的自由基。但是，它們不適合在高電位下，因?yàn)樵谶@種情況下，它們會(huì)經(jīng)歷表面腐蝕，從而導(dǎo)致效率降低，暴露區(qū)域逐漸退化。事實(shí)上，石墨析氧的超電位相當(dāng)?shù)汀?/p>

作為氫氣的通道。用中心開孔、并精密加工的24/29錐形聚四氟乙烯塞子支撐電極,使其對(duì)準(zhǔn)析氣池的中心。在電極頂部的氫氣導(dǎo)入管口上裝有一個(gè)金屬三通旋塞。

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