Kao porozni metalni materijal, NI - FE FEAM ima jedinstvene prednosti u vodi za proizvodnju vodotoka vode, posebno u alkalnim elektrolizovima

Kao porozni metalni materijal, NI - FE FEAM ima jedinstvene prednosti u proizvodnoj proizvodnji vodonika, posebno u alkalnim elektrolizovima. Slijedi detaljna analiza iz dva aspekta scenarija aplikacija i komparativnih prednosti:

I. PRIMENA NI - FE FEOM u vodenoj elektrolizi Proizvodnja vodonika
1. Kao materijal elektrode

Katoda (reakcija vodika Evolution, nju): glačalo - nikl legura ima umjerenu katalitičku aktivnost za reakciju na vodiku, posebno stabilnom u alkalnom okruženju.

Anoda (reakcija o oksioniku Evolution, OER): MATERIJALI MATERSKE ŠKOLE KLASIČKI KATALLISTA za OER u alkalnim elektrolizovima, a glačalo doping može značajno poboljšati svoju aktivnost (poput Ni- FE oksidni sloj).

Vifunkcionalna elektroda: putem površinske modifikacije (kao što su u- Situa generacija Nife hidroksida), može se postići njena / oer BOFUNCTIAL Cataliay, pojednostavljujući strukturu elektrolizera.

2. Podrška supstrat

Tri - dimenzionalna porozna struktura Ni - FE pjene može se koristiti kao nosač za učitavanje drugih visokih visokih katalizatora (poput CO, MO sulfida ili plemenitih metalnih nanočestica) za poboljšanje cjelokupnih performansi.
3. Sloj difuzije plina (GDL)
Njegova visoka poroznost (70-95%) i provodljivosti olakšava prodor elektrolita i brzog bijega za plin, smanjujući pretjerani nadležnost uzrokovan blokadom mjehurića.

2. Uporedne prednosti pjenastog gvožđa - nikl
1. U poređenju sa dragocjenim metalnim materijalima (kao što su PT, IRO₂)
- Trudešna prednost: Iron - Resursi nikla su obilni, a cena je samo hiljadu plemenitih metala, što uvelike smanjuje troškove opreme.
- Stabilnost: Otpornost na koroziju je bolji od plemenitih metala u alkalnom okruženju (kao što su PT lako oksidiraju i deaktiviraju u alkalnim okruženjima).
- Dual - Funkcionalni potencijal: Dragocjeni metali se obično specijaliziraju za jednu reakciju (kao što su PT za nju, iro₂ za OER), dok gvožđe {- nikl može postići dvostruke funkcije putem regulacije komponenata.
2. U usporedbi s tradicionalnim metalnim elektrodama (poput nehrđajućeg čelika, nikl mreže)
- Visoka specifična površina: struktura pjene povećava efektivnu površinu prema desetak puta, izlaže aktivnije stranice i smanjuje preopterećenje trenutne gustine.
- Mehanička čvrstoća: Porozni kostur ima i fleksibilnost i krutost, što je bolje od oksida - presvučenih elektroda koji su skloni lomljivim lom.
- Učinkovitost prenosa mase: otvorene pore ubrzavaju protok elektrolita i pucanje mjehurića, smanjujući polarizaciju koncentracije.
3. Usporedba sa ugljičnim materijalima na bazi ugljika (kao što su karbonski papir, grafit)
- Provodljivost: Intrinska provodljivost metala (~ 10⁶ S / M) značajno je bolja od onog ugljičnog materijala (~ 10²-10³ s / m).
- Oksidacijski otpor: Dugo - termin rada u alkalnom okruženju nema problema sa uglom ugljika i duži život.
4. Usporedba s tranzicijskim metalnim oksidima / sulfidima
- Jednostavan proces pripreme: Penastičarski nikl može se direktno koristiti kao elektroda bez složenih procesa premaza ili sinterovanja.
- Integrisana provodljiva podloška: Izbegavajte problem sa kontaktnim otporom između oksidnog katalizatora i trenutnog sakupljača.

3. Sažetak prednosti osnovnih performansi
KARAKTERISTIKE Nikel pjene Nedostaci drugih materijala
Specific surface area Three-dimensional porous structure (porosity>90%), mnoga aktivna web lokacija ograničena površina ravnih elektroda ili gustih materijala
Vodičnost Metal - Provodljivost nivoa (10⁶ S / M), niska impedancija Loša provodljivost oksida / sumpola (treba se osloniti na nosače)
Mehanička stabilnost otporna na visoki trenutni udar, otporan na elektrolitsku koroziju (alkalno okruženje) ugljični materijali su jednostavni za korodiranje, a premazi su lako pasti
Koštati jeftine sirovine, skalabilne proizvodnje visokih troškova plemenitih metala, složene obrade ugljika - baziranih materijala
Kompatibilnost procesa može se izravno rezati i formirati, kompatibilna s rolom - do - prevrtanja krhkih materijala (poput keramike) teško je obraditi

4. Izazovi i upute za poboljšanje
Unatoč svojim značajnim prednostima, nikl pjena i dalje treba optimizirati:
1. Kisela ograničenja okoline: trenutno se uglavnom koristi u alkalnim elektrolitičkim ćelijama, lako je korodirati pod kiselim uvjetima.
2. Poboljšana katalitička aktivnost: pojačajte intrinzičnu aktivnost kroz površinu nano - dimenzioniranje, doping (poput CO, MO) ili kompozitne dvije dimenzionalne materijale (kao što su grafen).
3. Dugo - pojam stabilnost: kontinuirana evolucija plina može dovesti do strukturnog kolapsa, a dizajn pore strukture treba optimizirati.

V. Zaključak
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 mA / cm²), njegova prednosti mase i prednosti stabilnosti su istaknutiji. U budućnosti, kroz modifikaciju površine i strukturnu optimizaciju, očekuje se daljnje uzivaju jaz u aktivnostima od plemenitih metalnih katalizatora i promovira komercijalizaciju tehnologije proizvodnje zelene hidrogen.