第十三届全国表面工程大会暨第十二届全国青年表面工程论坛

251 / 2020-09-29 17:28:57

基于等离子喷涂技术的电解水制氢研究

等离子喷涂,电解水制氢,多孔电极

暂无

氢气即可作为现代化工冶金行业中比较重要的原材料，又可作为能源载体代替汽油柴油等直接作为燃料使用，还可以加注到天然气管道实现节能减排。配合可再生能源发电（风电、光电等），可以实现大规模的储能，一方面缓解电网压力，另一方面可有效利用富余电力创造经济效益。面对这些潜在的大规模社会用氢需求，需要发展氢气的高效、绿色获取方式。电解水制氢被认为是最可行的绿色制氢方式之一，其仅消耗电能和水就能持续不断地制取高纯度的氢气，且副产品氧气也具有一定的实用价值。碱式电解水已经成为最成熟的制氢技术，其装机容量可达兆瓦级，是目前市面上使用最多分布最广的制氢技术，但其应用受到以下因素的限制：工作电流密度较小、效率较低。针对上述问题和不足，需要开发具有较高催化活性且耐腐蚀能力好的催化剂材料，同时开发具备较大比表面积的电极。“多孔电极”则是从物理层面增加电极比表面积，能获得较多的活性位点数量，使催化剂与电解液接触面积增加，是一种有效提高催化活性的手。通过多种方法可以增加电极的比表面积，如化学合成法[1]、溶剂热法[2]、电镀法[3]、金属-有机物骨架负载法[4]、PVD沉积法[5]、喷涂法[6-7]等。其中喷涂法由于不受电极基底尺寸和形状的限制，尤其适合快速制备电极涂层，且制备的电极涂层只需经化学方法活化，就可以获得较大的比表面积。