钛基镍钴合金电极的制备及析氢性能.pdf

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1、表面技术第46卷第4期·222·SURFACETECHNOLOGY2017年4月钛基镍钴合金电极的制备及析氢性能11112闫巍，余智勇，宋海燕，李新杰，宋军杰（1.中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，北京102209；2.苏州竞立制氢设备有限公司，江苏苏州215168）摘要：目的降低电极的析氢过电位，提高析氢性能，从而降低电解水制氢的成本，促进氢储能技术的发展。方法通过异相共沉积法，制备了镍钴合金电极。利用场发射扫描电镜（SEM）、电化学交流阻抗（EIS）对纯镍电极及镍钴合金电极进行表征，采用阴极极化曲线（L

2、SV）探究了电沉积液中Ni/Co元素的比例、电沉积电位及电沉积时间对镍钴合金电极析氢性能的影响。结果SEM结果揭示了纯镍电极及镍钴合金电极表面分别是粒径约为100nm左右的镍颗粒和镍钴颗粒。EIS结果说明了镍钴合金电极的导电性能优于纯镍电2极。此外，纯镍电极、镍钴合金电极的阴极极化曲线测试表明在电流密度为30mA/cm时，镍钴合金电极的析氢过电位比纯镍电极降低55mV，降低了近20%。结论通过异相共沉积法制备镍钴合金电极，制备方法简单、方便、快速，其析氢性能优于纯镍电极。镍钴合金电极的最优制备工艺条件为：NiSO

3、4·6H2O27g/L，CoSO4·7H2O3g/L，H3BO310g/L，Na2SO410g/L，柠檬酸10g/L，十二烷基硫酸钠0.1g/L，pH值4.0，电沉积电位−1.3V，电沉积时间10s。关键词：镍钴合金；析氢；电沉积；交流阻抗；扫描电镜中图分类号：TG132.2+1文献标识码：A文章编号：1001-3660(2017)04-0222-06DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.04.036PreparationandHydrogenEvolutionPerfo

4、rmanceofNi-CoAlloyElectrodeonTitaniumSubstrate11112YANWei,YUZhi-yong,SONGHai-yan,LIXin-jie,SONGJun-jie(1.HuanengCleanEnergyResearchInstitute,Beijing102209,China;2.SuzhouJingliHydrogenProductionEquipmentCo.,Ltd.,Suzhou215168,China)ABSTRACT:Theworkaimstoreducec

5、ostofhydrogenproductionfromelectrolyzedwaterandfacilitatethedevelopmentofhydrogeneconomybyreducinghydrogenoverpotentialofelectrodesandimprovinghydrogenevolutionproperty.Ni-Coalloyelectrodeswerepreparedinheterogeneousco-depositionmethod.NielectrodesandNi-Coall

6、oyelectrodeswerecharacterizedwithscanningelectronmicroscope(SEM)andelectrochemicalimpedancespectroscopy(EIS).EffectsofratioofNi/Coinelec-trodepositionliquid,electrodepositionpotentialandelectrodepositiontimeonhydrogenevolutionpropertywereinvestigatedbasedonca

7、thodicpolarizationcurve(LSV).SEMimagesshowedthatnickelparticlesandnickel-cobaltalloyparticleswith收稿日期：2016-10-15；修订日期：2016-12-05Received：2016-10-15；Revised：2016-12-05基金项目：清能院基金项目（CERI/TY-CA-004-15B）Fund：TechnologyDevelopmentonHigh-efficiencyWaterElectrolysisf

8、orHydrogenProductionandElectrochemicalTreatmentofIndustrialOrganicWastewater(CERI/TY-CA-004-15B)通讯作者：闫巍（1983—），男，博士，高级工程师，主要从事过剩电力消纳和环保技术领域的研究。Correspondingauthor：YANWei(1983—),Male,Ph.D.