鈦/石墨烯/鎳–鐵合金析氫電極的制備及其析氫性能

閆巍*，余智勇，李新杰，郜時旺，劉練波，宋軍杰

（1.中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司，北京 102209；2.蘇州競立制氫設備有限公司，江蘇 蘇州 215168）

【研究報告】

鈦/石墨烯/鎳–鐵合金析氫電極的制備及其析氫性能

閆巍1,*，余智勇1，李新杰1，郜時旺1，劉練波1，宋軍杰2

（1.中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司，北京 102209；2.蘇州競立制氫設備有限公司，江蘇 蘇州 215168）

通過兩步恒電位電沉積法，即在鈦基表面沉積石墨烯(RGO)后再電沉積鎳–鐵合金，制備了鈦基石墨烯/鎳–鐵合金復合電極。通過測量不同條件下制備的Ti/RGO/Ni–Fe電極在1 mol/L NaOH溶液中的陰極極化曲線，探究了氧化石墨烯(GO)質量濃度、電沉積電位、電沉積時間等RGO電沉積參數對Ti/RGO/Ni–Fe電極析氫催化活性的影響，確定了恒電位電沉積RGO的最佳工條件藝為：GO質量濃度0.1 g/L，電沉積電位?1.3 V，時間60 s。在最優工藝條件下制備的Ti/RGO/Ni–Fe電極中鎳和鐵的質量分數約為1.0∶1.5，其在1 mol/L NaOH溶液中的析氫過電位為275 mV，比相同條件下制備的Ti/Ni–Fe電極降低了近20%，且具有更小的電荷轉移電阻。證明石墨烯鍍層的引入可以提高Ti/Ni–Fe電極的電催化活性。

石墨烯；鎳–鐵合金；恒電位沉積；析氫；催化活性

電解水制氫技術不僅具有產品純度高、零污染、生產能力可調性大的優點，而且制氫成本隨著能源結構的調整和可再生能源的發展將持續下降。目前電解水制氫存在能耗高、產氫率低、電極使用壽命短等問題。如何提高效率和降低成本，關鍵在于陰、陽極材料的設計。過渡金屬Ni具有能與氫原子1s軌道配對的3d電子，是催化析氫性能優異、價格低廉的析氫電極[1]?！?br>