论文部分内容阅读
在自然界中几乎不会发现纯净的氢气,必须通过各种化学方法从其他化合物中制备。生产方式多样是氢能的主要优势之一,因为它增加了能源安全性并减少了对某些原材料的依赖性。不同于其他技术方案的简单性,电解水拥有以水作为原材料的可用性,设施维护方便,运行的高可靠性等优点,这使我们能够成功地将这种方法与可再生能源(太阳能,风能等)结合使用。高能量强度是生产氢气的电化学方法的主要缺点。因此,在生产氢气过程中,以最低能量成本从水中制造氢的电化学技术极具发展潜力。而高压循环制氢是一个能有效利用可再生能源产生的过剩能量的途径。这种方法需要使用大容量的气体吸收电极。1.在3D泡沫镍的基底上用活性物质Fe-Bi2O3-C(材料Fe-Bi2O3,SP-碳,K2CO3,PTFE,重量比为80:10:5:5的混合物)制成气体吸收电极,电极活性物质的电容达到1206 F·g-1,经过200次循环后Fe-Bi2O3-C/NF电极的循环电阻降低27%。在实验中进一步确定了其电化学特性,并研究了电极的晶体组成。该电极制备简单且成本低廉,但充电放电循环性较低,体积容量低,根据计算得出这些性质限制了其只适用于小型电解槽的结论。2.在这种情况下,一个有效利用可再生能源产生的多余电力的好办法是在循环电解水的过程中制备高压氢气,这需要通过使用高容量的气体吸收电极来实现。将用于涂布的活性糊剂(材料Bi-Bi2O3,SP-碳,K2CO3,PTFE,重量比为80:10:5:5的混合物)涂覆在3D泡沫镍上制成气体吸收电极,Bi-Bi2O3-C材料通过在水溶液中还原铋离子来合成。通过在6M KOH的电解质溶液中获得的循环伏安图(CV)和恒电流充电放电图(GCD)来研究Bi-Bi2O3-C/NF电极的电化学特性。采用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对电化学测试前后Bi-Bi2O3-C电极的晶体组成和形貌进行了表征。得出结论为电极材料的容量在5m A·cm-1时达到1188F·g-1(对于88F·cm-2的体积电容),并且在5-20m A·cm-1的范围内略微下降(减少12%)。同时也对Bi-Bi2O3-C/NF电极的循环寿命进行了检测,结果为200次循环后容量仅降低5%。实验数据和结论表明,Bi-Bi2O3-C/NF电极可以用于高压循环制氢技术,并且当电流密度为200-400A时处于最佳工作状态。