电解水杯钛电极,富氢水钛阳极环,铂金钛电极

电解水制氢研究进展水电解制氢是实现工业化廉价制备 H2的重要手段，可制得纯度为99%～99.9%的产品。每年我国在水电解制氢上的电能消耗达到（1.5×107）kW·h以上。当电流从电极间通过时，在阴极上产生氢气，在阳极上产生氧气，水被电解掉[2]。水电解制氢设备中的核心部分是电解槽，电极材料又是电解槽的关键所在。电极性能的好坏在很大程度上决定着水电解的槽电压高低及能耗大小，并直接影响成本。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在 75%～85%，其工艺过程简单，无污染，但电耗大，起应用收到一定的限制。解水反应是在电解槽中进行的，电解槽内充满电解质，用隔膜将电解槽分为阳极室和阴极室，各室内分别置有电极。由于水的导电性很小，故用加入电解质的水溶液（浓度约为15%）。当在一定电压下电流从电极间通过时，则在阴极上产生氢气，在阳极上产生氧气，从而达到水的电解。理论上来说，铂系金属是作为电解水电极的理想金属，但实际中为了降低设备和生产成本进行电解水时，电极反应式如下[3]。酸性溶液中，阴极反应：4H++4e=2H2∏=0V阳极反应：2H2O =4H++O2+4e  ∏=1.23V 碱性 溶液中，阴极反应 ：4H2O +4e=2H2+4OH∏=-0.828V 阳极反应：4OH－=2H2O+O2+4e  ∏=0.401V从上式可以看出，不论在酸性还是碱性溶液中，水电解的总反应都是如下。2H2O=2H2+O2水的理论分解电压与 pH 值无关，酸性溶液或碱性溶液都可作为电解液。但从电解槽结构及材料的选择方面来看，使用酸性容易出各种故障。故现在工业上都采用碱性溶液。在实际应用中工业电极应具有以下几点[3]：（1）高表面积；（2）高导电性；（3）良好的电催化活性；（4）长期的机械和化学稳定性；（5）小气泡析出；（6）高选择性；（7）易得到和低费用；（8）安全性。水电解制氢往往要求采用较大的电流密度（4000A/m2以上），第 2 和第 4点显得更加重要。因为高导电性可以降低欧姆极化所引起的能量损失，高稳定性保证电极材料的长寿命。而1和3则是降低析氢、析氧过电位的要求，也是评价电极性能的重要指标