Као порозни метални материјал, НИ - Фе пена има јединствене предности у водонизи за производњу водонике, посебно у алкалним електролизаторима

Као порозни метални материјал, НИ - Фе пена има јединствене предности у производној опреми за производњу водонике водоника, посебно у алкалним електролизаторима. Следе детаљна анализа из два аспекта сценарија апликације и компаративних предности:

И. ПРИМЕНА НИ - ФЕ пена у производњи водоника електролизе воде
1. Као материјал електроде

Катода (реакција еволуције водоника, њу): Гвожђе - Легура никла има умјерену каталитичку активност за реакцију еволуције водоника, посебно стабилне у алкалном окружењу.

Анод (Еволуциона реакција кисеоника, Иер): Ницкел - Базирани материјали су класични катализатори за електролизаре, а гвожђе допинг може значајно побољшати њихову активност (као што је НИ {- слој оксида).

Бифункционална електрода: кроз модификацију површине (као што је у - ситу генерацију нифе хидроксида), њена / оер бифункционална катализа може се постићи, поједноставити структуру електролизације.

2 Подршка подлоге

Три - димензионална порозна структура НИ - ФЕ пена може се користити као носач за учитавање других катализатора - ефикасности (као што су ЦО, МО Сулфидес или племенити метални наночестице) да би се побољшале укупне перформансе.
3. Слој дифузије гаса (ГДЛ)
Његова висока порозност (70-95%) и проводљивост олакшавају продор електролита и брзог бијега гаса, смањујући претерано изазвано блокадом мехурића.

2 Упоредне предности пенастих гвожђа - Ницкел
1. У поређењу са племенитим металним материјалима (као што је ПТ, Иро ")
- Костална предност: Гвожђе - Никл ресурси су обилни, а цена је само хиљаду драгоцених метала, што увелике смањује трошкове опреме.
- Стабилност: Отпорност на корозију је боља од племенитих метала у окружењима алкалног окружења (попут ПТ-а се лако оксидира и деактивира у алкалном окружењу).
- Двоструко - функционални потенцијал: драгоцени метали су обично специјализовани за једну реакцију (као што је ПТ за њу, Ирои за ИР-а), док Гвожђе - никл може постићи двоструке функције путем компонентне регулације.
2 у поређењу са традиционалним металним електродама (као што је нерђајући челик, никл мрежа)
- Висока специфична површина: Структура пене повећава ефективну површину од десетина пута, излаже активније веб локације и смањује преоптерећење густине струје.
- Механичка снага: Порозни скелет има и флексибилност и крутост, што је боље од оксида - пресвучених електрода који су склони кршењу ломи.
- Ефикасност масене преноса: Отворени поре убрзавају проток електролита и ослобађање мехурића, смањујући поларизацију концентрације.
3. Поређење са угљеником - на бази материјала (као што је карбонски папир, графит)
- Проводљивост: Интринзична проводљивост метала (~ 10⁶ с / м) је знатно боља од оне карбонских материјала (~ 10²-10³ с / м).
- Отпорност на оксидацију: Дуго - израз у алкалном окружењу нема проблема са угљеником и дужим животом.
4. Поређење са оксидима / сулфидима транзиције
- Једноставни процес припреме: пенасто гвоздени никл се може директно користити као електрода без сложених превлака или процеса синтеровања.
- Интегрисана проводљива супстрат: Избегавајте проблем отпорности на контакт између оксидног катализатора и тренутног колектора.

3. Резиме предности основних перформанси
Карактеристике Никалске пенене недостатке других материјала
Specific surface area Three-dimensional porous structure (porosity>90%), Много активних локација Ограничена површина равних електрода или густи материја
Проводнитет метал - ниво проводљивости (10⁶ / м), ниска импеданција Лоша проводљивост оксида / сулфида (потребно је да се ослони на превознике)
Механичка стабилност отпорна на висок текући шок, отпоран на електролитску корозију (алкално окружење) угљенични материјали лако се кородирају, а премази је лако пасти
Коштају јефтине сировине, скалабилне производње високе трошкове племенитих метала, сложене прераде угљеника - базираних материјала
Компатибилност процеса може се директно пресећи и формирати, компатибилан са ролом - до - Производни материјал за прераду ролне (попут керамике) тешко је обрадити

4. Изазови и упутства за побољшање
Упркос значајним предностима, никла пена још увек треба оптимизовати:
1. Ограничена средства за кисело животне средине: Тренутно се углавном користи у алкалним електролитичким ћелијама, лако је кородирати под киселим условима.
2 Побољшана каталитичка активност: Побољшајте унутрашњу активност кроз површинску нано - димензионирање, допинг (као што је ЦО, МО) или композит два - димензионална материјала (као што је графикон).
3. Дуго - орочна стабилност: Континуирани еволуција гаса може довести до структурног колапса, а дизајн структуре пора је оптимизиран поримима.

В. ЗАКЉУЧИВАЊЕ
Foamed nickel iron has become a highly competitive electrode material in alkaline water electrolysis hydrogen production due to its unique three-dimensional porous structure, high conductivity, low cost and easy processing. Especially in the scenario of industrial-grade high current density (>500 мА / цм²), његов масовни пренос и предности стабилности су истакнутији. У будућности, кроз модификацију површине и структуралне оптимизације, очекује се да ће додатно сузити празнину активности са племенитим металним катализаторима и промовисати комерцијализацију технологије зелене водоничне технологије.