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随着化石燃料等不可再生能源的日益枯竭,氢能源作为一种新型的二次能源备受瞩目。碱性水电解法是电解制氢最常用的工艺之一。但是大多数工业电解水需要耗费大量电能,因此电解水技术不能大规模发展。Pt、Pd及其合金有很低的析氢过电位并且电解析氢稳定性良好,但因为价格昂贵,应用受到限制。因此寻找成本低廉且析氢性能良好的电极材料具有重大意义。Ni基多孔阴极材料由于具有较低的析氢过电位以及优异的电催化析氢性能而被广泛研究。本文旨在探究稀土合金LaNi5对Ni-Cr-Fe多孔电极材料组织结构和析氢性能的影响,以获得高活性及稳定性的析氢催化电极。本文以Ni、Cr、Fe以及稀土LaNi5粉末为原料,通过粉末冶金方法制备Ni-Cr-Fe、Ni-Cr-Fe-LaNi5多孔电极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射(BSED)等对电极材料的物相、表面形貌、组织结构进行表征,并通过循环伏安、线性阴极极化、电化学交流阻抗等方法测试电极材料的电催化析氢性能。研究工作主要取得如下成果:制备的Ni-Cr-Fe多孔电极材料具有丰富的孔隙,孔隙率高达39.96%,透气度为120 m3m-2h-1kPa-1。烧结温度为850℃时,电极材料主要由(Ni,Cr,Fe)固溶体和Cr单质组成,950℃时,部分的Cr单质向Ni中扩散,形成(Ni,Cr)固溶体。配比为7:2:1,烧结温度为850℃的条件下得到的Ni-Cr-Fe多孔电极材料具有最优异的电催化析氢性能,其塔菲尔斜率为-183.63 mV dec-1,电解析氢的控制步骤为电化学步骤,室温下交换电流密度为2.26×10-44 A.cm-2。加入稀土合金LaNi5后,多孔电极材料的孔结构参数都稍有增大,并且Ni-Cr-Fe-LaNi5与Ni-Cr-Fe多孔电极衍射峰的角度大概一致,说明加入稀土LaNi5后,电极材料的相结构不变。通过对电极的微观组织结构进行分析,可知850℃的组织成分由(Ni,Cr,Fe)固溶体,Cr单质和LaNi5相三部分构成,950℃时有少量(Ni,Cr)固溶体生成,LaNi5作为独立相单独存在于Ni-Cr-Fe-LaNi5多孔合金中,增大了电极的表面粗糙度。在Ni-Cr-Fe多孔电极材料中加入不同含量的稀土合金LaNi5,通过线性阴极极化曲线可以看出,加入稀土后的电极具有更优异的电催化活性,当LaNi5含量为8%时,电极的Tafel斜率为-162.57mV dec-1,交换电流密度为8.73×10-44 A.cm-2,电催化析氢性能最为优异。此外,该电极材料的阴极电流密度在24000s后就保持稳定,之后的6小时的时间内电流密度也都保持稳定,并且表面形貌经长时间电解后并没有发生变化,说明其具有良好的电催化稳定性。