镍钼基合金析氢电极材料的研究进展

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1、舰船防化2010年第2期，7—12CHEMICALDEFENCEONSHIPS镍钼基合金析氢电极材料的研究进展魏海兴，周振芳，吕东方，马强(中国船舶重工集团公司第七一八研究所，河北邯郸，056027)摘要：本文分别从几何因素和能量因素方面探讨了镍钼合金电极的析氢机3里，简要介绍了Ni—Mo合金的制备方法，概述了用电沉积方法制备镍钼基合金的研究现状，通过对微观结构的比较分析了多元合金电极和复合电极能够提高析氢性能的原因，最后指出多元合金电极与复合合金电极是今后镍钼基合金电极发展的重要方向。关键词：镍钼基合金，电沉积，析氢反应，析氢活性中图分类号：061文献标识码：^P

2、rogressonCathodesofNickel-MolybdenumBasedAlloysWeihai—xing，Zhouzhen—fang，Liadong—fang，Maqiang(The718thResearchInstituteofCSIC，Handan056027，China)Abstract：Thispaperdescribedthemechanismofhydrogenevolutionfromthesidesofthegeometryandenergy．Themethodofpreparationofnickel—molybdenumelectro

3、deandthedevelopmentofNickel—Molybdenumbasedalloysbyelectrodepositionhavebeenalsointroduced．Furthermore，thereasontodiverseandcompositenickel—molybdenumalloyselectrodesimprovedthecharacterizationsofHERhasbeenanNyzed．Atlast，itisindicatedthatthediverseandcompositenickel—molybdenumalloysele

4、ctrodesisthekeypointforthefuturestudyofelectrodemateria1．Keywords：Nickel—molybdenumbasedalloy，Electrodeposition，Hydrogenevolutionreaction(H．E．R．)，Hydrogenevolutionactivity水制氢法得到更广泛的应用，降低电解水的能耗成为0引言电解水法研究的热点，其中，研制高效的析氢催化电氢能源是理想的清洁能源，电解水制氢是重要的极材料，降低电极的析氢过电位，是解决能耗问题的制氢方法之一，电解析氢是一个研究多年的课题，

5、这最有效的方法。一课题对氯碱工业、制氢工业、化学电源、燃料电池在众多研究的催化析氢电极材料中，由于过渡金的开发和应用都有着重要意义。电解水制氢法得到的属具有低析氢超电势和低成本的双重优势，是目前公氢纯度高，生产易于调节，且生产过程无污染，但由认最优的电极材料。而在过渡金属中，镍基合金在碱于析氢过电位的存在，使得电解水过程中槽压增大，性介质中化学稳定性好，析氢反应活性高，因此是研能耗增加，生产过程中消耗大量的电能。为了使电解究最为广泛的一种合金。IArulRajn】系统地比较了几·8·舰船防化2010年第2期种二元合金活性析氢阴极，认为析氢活性应按负性大(Mo为2．1

6、6)的金属转移，过剩的电子聚集在金Ni—Mo>Ni—Zn>Ni．Co>Ni．W>Ni—Fe>Ni—Cr的顺序排属镍周围，而金属钼为氢的形成提供了有利场所，因列。Ni．Mo合金是大家公认的最有希望作为实现工业此镍一钼合金良好的析氢电催化性能与过剩的电子聚应用的析氢催化材料，但在制备过程中由于析氢严集有关。重、电解工作中抗断电能力差等缺点一直没有得到应'用。鉴于Ni．Mo合金的以上缺点，人们又发展了三元2PI甚至多元镍钼基合金电极以及复合电极。本文分别从‘几何因素和能量因素探讨了镍钼合金电极的析氢机《5理，指出了脉冲电沉积较之于直流电沉积的优势，并通过对微观结构的比较分

7、析了多元合金电极和复合电极能够提高析氢性能的原因。．：草。1镍钼合金电极析氢机理●1O析氢活性主要受两个因素的影响：几何因素(电'1极的比表面积)和能量因素(金属的电子结构)。对H．．．甚ondstn9伽mor’l于几何因素，可以通过增大电极的比表面积来实现，图1析氯反应电催化活性的“火山圈RaneyNi就是很好的例证。对于能量因素，这与材料Fig．1“Volcanicfigure”ofelectrocatalyticabilityfor的属性密切相关，材料的体相性质(电子功函、费米hydrogenevolution能级、金属d电子组态等)及表面性质(表面缺陷、