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木棉叶生物炭辅助水电解制氢研究
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作者 罗兆淇 林宗华 +4 位作者 戚可蓝 周永强 林坤鸿 陈楷东 张玉媛 《广州化工》 CAS 2024年第1期68-73,共6页
生物炭辅助水电解(BAWE)制氢是将生物炭的化学能和提供的电能集成为氢能的方法,即生物炭在阳极发生氧化反应(BOR)代替阳极析氧反应(OER),起始电位(Eonset)显著降低,电流密度增加,进而达到降低能耗的效果。通过对木棉叶生物炭阳极氧化(B... 生物炭辅助水电解(BAWE)制氢是将生物炭的化学能和提供的电能集成为氢能的方法,即生物炭在阳极发生氧化反应(BOR)代替阳极析氧反应(OER),起始电位(Eonset)显著降低,电流密度增加,进而达到降低能耗的效果。通过对木棉叶生物炭阳极氧化(BOR)进行线性扫描伏安法(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)和电流-时间曲线(i-t)等电化学性能的考察,发现适当增加炭浆浓度、提高电解温度、添加氯化钠均能提高体系的电流密度和降低起始电位。对热解制备的木棉叶生物炭样品进行表征,得知氢氧化钾活化热解制备的BC-K600具有较大的比表面积和孔隙度,使其在较高的电位下反应活性增强。当料浆浓度为20 g/L,电解温度为75℃时,BC-K600表现出最低电解液欧姆电阻和较低电荷转移阻力,具有最大的电流密度,在1 V偏压下1 h产氢量为1.2 mL。 展开更多
关键词 生物炭 辅助水电解 制氢 电化学
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废液协同活性炭辅助水电解制氢的实验研究
2
作者 刘建忠 陈懿同 +1 位作者 陈聪 周俊虎 《能源环境保护》 2023年第2期39-47,共9页
氢气具有热值高、绿色低碳、应用广泛等优点,是我国实现双碳目标的重要战略选择。目前仍需继续探索低成本、高效率、高纯度的新型制氢技术,碳辅助水电解制氢因其能够有效降低电解电耗而受到关注。对废液协同活性炭辅助水电解制氢的电解... 氢气具有热值高、绿色低碳、应用广泛等优点,是我国实现双碳目标的重要战略选择。目前仍需继续探索低成本、高效率、高纯度的新型制氢技术,碳辅助水电解制氢因其能够有效降低电解电耗而受到关注。对废液协同活性炭辅助水电解制氢的电解特性进行了实验研究,主要讨论了活性炭较现有关注更多的碳源煤的电解特性优势,废液协同电解较单一碳源电解的优势等问题。利用三电极系统通过控制碳源种类、废液种类、温度以及铁催化剂4个单因素变量进行对照电解实验,各组样品的电化学性能由线性电势扫描伏安法测定,并结合实验结果进行了电化学动力学分析。实验结果表明,活性炭作为辅助碳源,表现优于锡盟褐煤和山西平朔烟煤,具有更好的应用潜力。洗气水协同活性炭电解能够进一步提升单一活性炭辅助电解的电流密度。同时,实验也表明了温度是影响辅助电解的重要因素,需要综合实际情况进行选择。电化学动力学分析进一步表明洗气水协同活性炭辅助电解阳极反应更易进行,能改善电解水阳极反应动力学迟缓的问题。 展开更多
关键词 碳辅助水电解 制氢 活性炭 工业废水 废液利用
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煤基型焦牺牲阳极强化水电解制氢实验研究
3
作者 李娜 李哲函 +4 位作者 李光 郑晨旭 范剑明 刘全生 周兴 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期912-919,共8页
传统炭辅助电解水制氢技术将煤、生物质等碳源直接加入阳极室形成浆液,受炭颗粒、氧化基团和电极之间传递影响,反应速率慢,只有在低电流密度下才能实现电解制氢能耗的降低。以煤为碳源、碱活化生物质为黏结剂、石墨为导电颗粒,通过共成... 传统炭辅助电解水制氢技术将煤、生物质等碳源直接加入阳极室形成浆液,受炭颗粒、氧化基团和电极之间传递影响,反应速率慢,只有在低电流密度下才能实现电解制氢能耗的降低。以煤为碳源、碱活化生物质为黏结剂、石墨为导电颗粒,通过共成型和共热解工艺获得煤基型焦牺牲阳极,并用于炭辅助水电解制氢过程,可在高电流密度下(50 mA/cm^(2))显著提高炭辅助水电解制氢效率。电化学测试和阳极材料表征表明,煤基型焦牺牲阳极通过自身的牺牲(被氧化)强化阴极反应,进而实现水电解制氢电化学性能的提高。型焦牺牲阳极在1.23 V(vs.RHE)时,制氢电流密度是铂阳极的87倍,Tafel斜率降低了41%。煤基型焦阳极在50 mA/cm^(2)电流密度下阴极产氢速率是铂阳极体系的2.47倍,但电极电位仅为铂阳极的85%。SEM、TGA、BET、FT-IR和XPS结果表明,电解后牺牲阳极自身被氧化,羧基类C=O键被氧化生成CO_(2),醚类C–O含量显著增加。研究成果为炭辅助电解水制氢技术提供了全新思路与参考。 展开更多
关键词 制氢 碳辅助电解水 煤基型焦 牺牲阳极
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