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艾因斯新蟲(chóng) (小有名氣)
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[交流]
鉭作為綠色制氫的高效電催化劑的潛力 已有2人參與
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介紹 氫氣被認(rèn)為是一種非常清潔和高能量密度的燃料，它作為最有前途的能源載體之一，可以取代目前作為主要能源使用的化石燃料。 在全球范圍內(nèi)，尋找一種低成本、高活性和耐用的綠色制氫電催化劑是未來(lái)可再生能源的一個(gè)有吸引力的研究領(lǐng)域。 在我們這個(gè)時(shí)代，使用可持續(xù)的電催化劑生產(chǎn)綠色氫，對(duì)于可再生能源的能源轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存，以及轉(zhuǎn)向非碳能源的未來(lái)，都是非常必要的。金屬Ta因其優(yōu)良的高熔點(diǎn)機(jī)械和化學(xué)性能、良好的生物相容性和高耐腐蝕性等，引起了人們極大的興趣，被認(rèn)為是一種有利的材料。為此，它可以用于不同的技術(shù)應(yīng)用，包括電子設(shè)備、化學(xué)加工設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備的合成，以及高溫應(yīng)用。 實(shí)驗(yàn) Ta最近被開(kāi)發(fā)為鈦的合金元素，形成具有優(yōu)越的耐腐蝕性的高保護(hù)被動(dòng)薄膜。Ta是最穩(wěn)定和防腐的材料，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，在濃縮和熱的酸性電解質(zhì)中，在很大范圍的溫度范圍內(nèi)達(dá)到200°C(但不是在HF中)。這使得金屬成為濃縮硫酸電解質(zhì)中最可持續(xù)的陰極之一。它是一種典型的稀有金屬，在其表面易于形成穩(wěn)定的Ta氧化物，這是一種穩(wěn)定的高度保護(hù)薄膜，可以有效地保護(hù)金屬基板免受其腐蝕性環(huán)境。 Ta表面的電子結(jié)構(gòu)可以通過(guò)形成金屬氧化物薄膜來(lái)改變，從而提高了Ta對(duì)HER的電催化活性。因此，具有這些有趣性質(zhì)的Ta陰極可以作為一種生成氫燃料的高效電催化劑。 在這里，我們研究了利用金屬鉭作為有前途的電催化材料從酸性溶液中制氫的適用性。 結(jié)果與討論 分別使用掃描電子顯微鏡、X 射線衍射分析和 X 射線光電子能譜研究了 Ta 的形態(tài)結(jié)構(gòu)和晶格系統(tǒng)，以及化學(xué)成分和氧化態(tài)。 使用陰極極化和電化學(xué)阻抗技術(shù)研究了 Ta 上的析氫反應(yīng) (HER) 作為電解質(zhì)濃度、施加電位和溫度的函數(shù)。確定了區(qū)分該過(guò)程對(duì) Ta 的催化活性的各種動(dòng)力學(xué)參數(shù)，包括塔菲爾斜率、交換電流密度、陰極轉(zhuǎn)移系數(shù)和 HER 速率。在 -1500 mV 陰極電勢(shì)下，0.5 MH2 SO 4 溶液，結(jié)果很好地證實(shí)，要達(dá)到類(lèi)似的 HER 速率，比如 100 mA cm -2，發(fā)現(xiàn) Ta 陰極上的過(guò)電位等于 -520 mV，低于鉑陰極上獲得的 -940 mV 值，表明 HER 在 Ta 表面上具有高電催化活性。 結(jié)論 在硫酸電解液中，金屬鉭被認(rèn)為是一種很有前途的電催化劑陰極。極化和阻抗結(jié)果表明，與其他efficient-赫爾催化劑相比，氫的產(chǎn)生發(fā)生在合理的超電勢(shì)(ɳH)下。從EIS數(shù)據(jù)中獲得的較低電荷轉(zhuǎn)移電阻和較高雙電層電容值的理想組合，使結(jié)晶ta成為迄今為止報(bào)道的其他電催化劑中的最佳候選。金屬鉭電極上的HER通過(guò)Volmer-Heyrovsky反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行。在綠色氫燃料的生產(chǎn)中，金屬鉭被認(rèn)為是安全穩(wěn)定和可持續(xù)的最好材料。 鉭的性能 在許多腐蝕性介質(zhì)和環(huán)境中對(duì)SCC和點(diǎn)蝕具有化學(xué)抗性。 鉭層在高溫（>200°C）酸性條件下（包括濃HCl和H2SO4）保持鈍化并對(duì)腐蝕呈惰性。 對(duì)潮濕、干燥的氯氣氛和其他氯化環(huán)境具有出色的耐腐蝕性。 鉭的優(yōu)勢(shì) 老產(chǎn)業(yè) 新市場(chǎng) Tantalum Surface Alloy 廣泛應(yīng)用于化工、制藥、石油和天然氣以及半導(dǎo)體行業(yè)中；管道閥門(mén)配件中的重要組成部分。 創(chuàng)新性 Tantalum Surface Alloy 易于拆卸，減少維護(hù)成本，工期短，成本低； 延長(zhǎng)設(shè)備壽命，降低維護(hù)成本和停機(jī)時(shí)間。 話語(yǔ)權(quán) 定價(jià)權(quán) Tantalum Surface Alloy 延長(zhǎng)工件使用壽命，在熱酸和氯化物中具有出色的耐腐蝕性；耐高溫耐腐蝕，預(yù)防應(yīng)力開(kāi)裂。 |
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