熔鹽電解制備用于高活性析氫陰極的LaNi-,5-x-Al-,x-儲(chǔ)氫合金研究.pdf

1、氫能作為二次能源，是一種最理想的無(wú)污染的綠色能源。電解水制氫是未來(lái)解決世界能源危機(jī)的有效途徑之一。但目前使用的Fe、Ni電極的析氫過(guò)電位較大，而鎳合金析氫陰極雖活性較高，析氫過(guò)電位可比鐵電極下降200-250mV左右，但斷電或間歇電解時(shí)電極活性將嚴(yán)重衰退。因此，制備長(zhǎng)效、高活性析氫陰極材料引起國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。 針對(duì)以上問(wèn)題，本研究利用Na<,3>AlF<,6>-La<,2>O<,3>-Al<,2>O<,3>系熔鹽，采用熔鹽電解

2、法，在鎳電極上制備LaNi<,5-x>Al<,x>儲(chǔ)氫合金，不僅降低電極析氫過(guò)電位，同時(shí)可以利用該合金吸附的大量氫放電替代電極中催化組分的溶出來(lái)解決電極失活問(wèn)題。 首先，對(duì)Na<,3>AlF<,6>-La<,2>O<,3>系熔鹽電解制備LaNi<,5>合金進(jìn)行系統(tǒng)的熱力學(xué)理論分析，探討La<,2>O<,3>濃度、溫度對(duì)分解電壓的影響；通過(guò)動(dòng)力學(xué)分析電極表面的合金化過(guò)程，考察反應(yīng)物濃度、電極材料等對(duì)電解過(guò)程的影響。 其次，

3、采用熔鹽電解法研究了電解過(guò)程中主要工藝參數(shù)(電解質(zhì)濃度、電解電壓及電解時(shí)間等)對(duì)LaNi<,5-x>Al<,x>合金制備的影響。通過(guò)掃描電鏡(SEM)，分析了合金的成分，確定了制備LaNi<,5-x>Al<,x>析氫合金的最佳工藝參數(shù)，成功制備出LaNi<,1.3>Al<,3.7>合金，并進(jìn)行了間歇式電解的探索。 最后，采用循環(huán)伏安法、恒電流電解并結(jié)合X射線衍射及能譜分析研究了Na<,3>AlF<,6>-La<,2>O<,3>體

4、系熔鹽電解制備LaNi<,5>合金的陰極過(guò)程。在Na<,3>AlF<,6>-La<,2>O<,3>為電解質(zhì)中，陰極鎳片發(fā)生了反應(yīng)。La<'3+>得到三個(gè)電子，還原形成為L(zhǎng)aNi合金，即La<'3+>+3e=La(Ni)，電解產(chǎn)物可溶，反應(yīng)可逆；隨著LaNi合金化，La的活度降低，析出電位降低， La<'3+>得到三個(gè)電子，還原為金屬La，電解產(chǎn)物不可溶，反應(yīng)可逆。在這基礎(chǔ)上詳細(xì)地研究了電解過(guò)程中主要工藝參數(shù)電流密度及電解時(shí)間等對(duì)LaNi