مطالعه استفاده از الکترودهای جدید به منظور افزایش تولید هیدروژن در فرایند الکترولیز قلیایی آب

هیدروژن بعنوان مهمترین حامل انرژی برای آینده در نظر گرفته می شود. یکی از روش های مورد استفاده برای تولید هیدروژن الکترولیز قلیایی آب است. الکترولیز تکنولوژی ساده ای است که گازهای بسیار تمیزی تولید می کند، اما این فرایند از لحاظ اقتصادی بصرفه نیست، کند است و انرژی زیادی مصرف می کند. یکی از راههای افزایش بازده انرژی الکترولایزرها، استفاده از مواد جدید الکتروکاتالیستی است که با استفاده از این مواد ولتاژ اضافی الکترود کاهش می یابد. در الکترولیز تجاری آب، کاتد معمولا از فولاد ضد زنگ و یا نیکل ساخته شده است. بازده ی انرژی کلی فرایند الکترولیز مربوط به واکنش تولید هیدروژن است. نیکل و آلیاژهای آن فعالیت الکتروکاتالیستی زیادی در تولید هیدروژن دارند و هزینه کمی نیز دارند. ترکیب کردن نیکل با سایر فلزات واسطه و تولید آلیاژهای دوتایی و سه تایی که در مقایسه با فلز خالص، فعالیت کاتالیستی بیشتری دارند یکی از مهمترین روش ها برای تولید الکترودهای جدید است. الکترودهای متشکل از آلیاژهای نیکل و فلزات واسطه با استفاده از روش رسوب الکتروشیمیایی تهیه شده اند. برای بررسی مورفولوژی سطح الکترودهای سنتزی از تکنیک پراش اشعه x و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شده است. واکنش تولید هیدروژن روی الکترودهای سنتزی توسط منحنی های پلاریزاسیون، ولتامتری چرخه ای، اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی و منحنی های تخلیه هیدروژن ارزیابی می شود. الکترودهای سنتز شده در واکنش تولید هیدروژن فعالیت کاتالیستی بیشتری نسبت به الکترود نیکل دارند و نتایج نشان می دهد که افزایش فعالیت کاتالیستی الکترودهای تهیه شده اساسا بدلیل افزایش سطح فعال الکتروشیمیایی است.