Ni-Cr-Fe合金薄膜电极的制备及析氢性能

作者：胡洋东; 贺跃辉; 李喜德; 陈杰; 刘羽祚; 杨军胜^*

来源：材料导报, 2020, 34(24): 24074-24079.

• 马口铁
• 电化学
• Ni-Cr-Fe
• 析氢过电位
• 薄膜电极

以废旧马口铁为基体,Ni粉、Cr粉为覆膜材料,通过活化反应烧结法制备了Ni-Cr-Fe三元薄膜合金电极。采用X射线衍射分析(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、X射线光电子能谱分析(XPS)等对电极的物相、形貌结构、元素分布进行表征,并研究了电极材料的析氢机理,通过循环伏安曲线(CV)、线性极化曲线(LSV)、电化学交流阻抗(EIS)等方法测试了电极材料的电催化析氢性能。研究结果显示,在室温条件下,Ni-Fe二元合金电极材料在6 mol/L KOH溶液中的析氢过电位为-0.59 V,交换电流密度为20.6 mA/cm2,Tafel斜率为121.3 mV/dec。同样条件下,调节Cr含量可提高析氢催化活性,Ni-30%Cr-Fe(质量分数,下同)三元薄膜合金电极材料的析氢催化活性最强,其析氢过电位仅有-0.39 V,交换电流密度为30.9 mA/cm2,Tafel斜率为78.1 mV/dec,经28 160 s开路电位测试,电极材料的开路电位(η)从-0.87 V变化为-0.69 V,仅增加18 mV,表明析氢电极的化学稳定性好。

• 单位
  武汉轻工大学; 粉末冶金国家重点实验室; 中南大学