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镍-钨/二氧化锆纳米复合电极析氢性能的研究:结果与讨论(三)

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-11  浏览次数:663

    在一定的电位范围内,阴极反应过电位η与反应电流密度i满足塔菲尔关系式:

η=a+blgi。

式中η为反应过电位,i为反应电流密度,a、b为常数,其表达式为:

式中a为反应传递系数,io为交换电流密度(A/cm2),月为气体常数,F为法拉第常数,丁为反应温度(K)。一定温度下进行的某一特定反应,a、i0均为定值,所以a、b为常数。通过稳态极化曲线η-i的测量,可以得到η-1gi图,在其塔菲尔区可求得常数a、b,进而求得反应动力学参数i0。i0的表达式为:

式中k为常数,a为反应物活度,△G为反应标准活化自由能。测量不同温度下的交换电流密度i0,将lgi0产对1/T作图则有

从而求得反应标准活化自由能△G。

    对图l曲线的Tafel区进行拟合计算,得到不同温度下Ni-W/ZrO2纳米复合电极的交换电流密度,从而得到纳米复合电极的Arrhenius图,如图3所示。由图3可知,Ni-W/Zr02纳米复合电极的表观活化自由能为44.2 kJ/mol,而Ni-W合金电极的表观活化自由能为58.38 kJ/mol[13],Ni-W/Zr02纳米复合电极的表观活化自由能明显比Ni-W合金电极低。这进一步从能量因素方面说明Ni-W/Zr02纳米复合电极比Ni-W合金电极具有更高的析氢催化活性。

图3 Ni-W/Zr02纳米复合电极的Arrhenius图Figure 3 Arrhenius plot of Ni-W/Zr02 nanocomposite electrode for hydrogen evolution

 

镍-钨/二氧化锆纳米复合电极析氢性能的研究:结果与讨论(一)

镍-钨/二氧化锆纳米复合电极析氢性能的研究:结果与讨论(二)

镍-钨/二氧化锆纳米复合电极析氢性能的研究:结果与讨论(四)

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