Электрохимическая активность Ni-P покрытий, полученных методом химического осаждения, в реакции выделения водорода
Аннотация
Целью данной работы являлось изучение электрохимической активности Ni-P покрытий, отличающихся содержанием фосфора и структурой, в реакции выделения водорода (РВВ) и выявление причин их высокой активности в изучаемой реакции.
Покрытия осаждали из раствора химического никелирования, содержание фосфора в покрытиях (от 4.8 до 8.0 масс. %) варьировалось за счет изменения pH раствора. Установлено, что в ходе катодной поляризации в 0.5 М H2SO4 происходит дополнительная активация поверхности в результате растворения поверхностного слоя покрытия, удаления фосфора из поверхностного слоя и развития поверхности электрода. Из исследованных покрытий наиболее склонны к катодной активации покрытия, содержащие 4.8 % фосфора. Покрытия с содержанием фосфора 8.0 % менее всего склонны к катодной активации.
Близкая электрохимическая активность исследованных покрытий (с учетом фактора шероховатости) в РВВ указывает на то, что в результате катодной поляризации состав тонкого поверхностного слоя, на котором протекает катодная реакция, примерно одинаков независимо от исходного содержания фосфора
Скачивания
Литература
Podesta J. J., Piatti R. C. V., Arvia A. J., Ekdunge P., Jüttner K., Kreysa G. The behaviour of Ni-Co-P base amorphous alloys for water electrolysis in strongly alkaline solutions prepared through electroless deposition. International Journal of Hydrogen Energy. 1992;17: 9–22. https://doi.org/10.1016/0360-3199(92)90216-J
Shervedani R. K., Lasia A. Studies of the hydrogen evolution reaction on Ni-P electrodes. Journal of The electrochemical Society. 1997;144(2): 511–518. https://doi.org/10.1149/1.1837441
Burchardt T., Hansen V., Valand T. Microstructure and catalytic activity towards the hydrogen evolution reaction of electrodeposited NiPx alloys. Electrochimica Acta. 2001;46(18): 2761–2766. https://doi.org/10.1016/S0013-4686(01)00456-X
Krolikowski A., Wiecko A. Impedance studies of hydrogen evolution on Ni-P alloys. Electrochimica Acta. 2002;47(13-14): 2065–2069. https://doi.org/10.1016/S0013-4686(02)00074-9
Paseka I. Sorption of hydrogen and kinetics of hydrogen evolution on amorphous Ni-P and Ni-Sx electrodes. Electrochimica Acta. 1993;38(16): 2449. https://doi.org/10.1016/0013-4686(93)85115-F
Paseka I. Hydrogen evolution reaction on Ni-P. The internal stress and the activities of electrodes. Electrochimica Acta. 2008;53(13): 4537–4543. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2008.01.045
Abrantes L. M., Fundo A. M. The electrocatalitic behaviour of electroless Ni-P plating. Journal of Electroanalytical Chemistry. 2007;600: 63–79. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2006.03.023
Petukhov I. V., Medvedeva N. A., Subakova I. R., Kichigin V. I. Corrosion electrochemical behavior of Ni–P coatings in deaerated acidic sulfate solutions. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2014;50(7): 876–883. https://doi.org/10.1134/S2070205114070144
Dolgikh O. V., Kravtsova Yu. G., Sotskaya N. V. The effect of composition of electrodeposited Ni-P alloys on the hydrogen evolution. Russian Journal of Electrochemistry. 2010;46(8): 918–924. https://doi.org/10.1134/S1023193510080094
Sotskaya N. V. Dolgikh O. V., Sapronova L. V., Kravtsova Yu. G. Kinetics of cathodic evolution of hydrogen on Ni-P systems electrodeposited alloys. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2015;51 (3): 360–365. https://doi.org/10.1134/S2070205115030247
Zhao X., Chen X., Wang Y., Song P., Zhang Y. High-efficiency Ni–P catalysts in amorphous and crystalline states for the hydrogen evolution reaction. Sustainable Energy & Fuels. 2020;4: 4733–4742. https://doi.org/10.1039/d0se00201a
Hu C., Lv C., Liu S., …Watanabe A. Nickel phosphide electrocatalysts for hydrogen evolution reaction. Catalysts. 2020;10(188): 1–32. https://doi.org/10.3390/catal10020188
Huo L., Jin C., Jiang K., Bao Q., Hu Z., Chu J. Applications of nickel-based electrocatalysts for hydrogen evolution reaction. Advanced Energy and Sustainability Research. 2022;3: 2100189. https://doi.org/10.1002/aesr.202100189
Jo W. , Jeong D. , Jeong J. , … Jung H. Electrocatalytic properties of pulse-reverse electrodeposited nickel phosphide for hydrogen evolution reaction. Frontiers in Chemistry. 2021;9: 781838. https://doi.org/10.3389/fchem.2021.781838
Alexander C. L., Tribollet B., Orazem M. E. Contribution of surface distributions to constantphase- element (CPE) behavior: 1. Influence of roughness. Electrochimica Acta. 2015;173: 416–424. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.05.010
Pajkossy T. Impedance of rough capacitive electrodes. Journal of Electroanalytical Chemistry. 1994;364: 111–125. https://doi.org/10.1016/0022-0728(93)02949-I
Gunning J. The exact impedance of the de Levie grooved electrode. Journal of Electroanalytical Chemistry. 1995; 392: 1–11. https://doi.org/10.1016/0022-0728(95)03951-C
Jović V. D., Jović B. M. EIS and differential capacitance measurements onto single crystal faces in different solutions. Part I: Ag(111) in 0.01 M NaCl. Journal of Electroanalytical Chemistry. 2003;541: 1–11. https://doi.org/10.1016/S0022-0728(02)01309-8
Schalenbach M., Durmus Y. E., Tempel H., Kungl H., Eichel R.-A. Double layer capacitances analysed with impedance spectroscopy and cyclic voltammetry: validity and limits of the constant phase element parameterization. Physical Chemistry Chemical Physics. 2021;23: 21097–21105. https://doi.org/10.1039/D1CP03381F
Copyright (c) 2024 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
