System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法技术_技高网
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一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法技术

技术编号:39933208 阅读:7 留言:0更新日期:2024-01-08 21:59
本发明专利技术属于电解水技术领域,公开了一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法,该方法是在电解液中添加羧酸类添加剂,羧酸类添加剂用于促进电解水过程中的阳极析氧反应。本发明专利技术采用的羧酸类添加剂包括大量羧酸配体,羧酸配体可以调节电子结构,使电荷重新分布。羧酸配体可以通过与配位水形成氢键的形式促进质子转移。带负电荷的羧酸根离子可以很好地用作质子转移介质和助催化剂,即促进OH‑的运输、活化和解离,从而使反应动力学加快,过电位降低,进而提高电解水效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电解水,具体的说,是涉及一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法


技术介绍

1、地球环境持续恶化,解决能源和环境问题的途径——可持续清洁能源的利用。h2是一种理想的清洁能源,具有能量密度高、无毒无污染、燃烧热值高等优点。电解水是一种制备h2的清洁方式。利用电解水制氢气来替代化石能源是目前的研究热点。目前提高电解水制氢效率是研究的关键。电解水过程中,由于电极极化、溶液电阻以及导线电阻的影响,实际电解电压是远离平衡电压的,即存在过电位。过电位越高,意味着效率越低。提高效率的方法包括:一是开发高效、高稳定性和价格低廉的析氢反应(hydrogen evolutionreaction,her)和析氧反应(oxygen evolution reaction,oer)催化剂;二是研制高效电解槽系统;三是添加电解水添加剂。前两种已经有很多文献报道,但是电解水添加剂目前研究较少。

2、目前已经报道的电解水添加剂有:氟离子(rethink about electrolyte:potassium fluoride as a promising additive to an electrolyte for the wateroxidation by a nanolayered mn oxide.international journal of hydrogen energy,2017,42(22):15160-15166.)、三氟甲烷磺酸二乙基甲基铵质子离子液体(diethylmethylammonium trifluoromethanesulfonate protic ionic liquidelectrolytes for water electrolysis.journal of power sources,2020,449:227602.)等。在锰氧化物电极的电解液中加入氟离子可以稳定锰(iii)离子。经氟离子处理的纳米层氧化锰的析氧活性得到了提高,降低了水氧化反应所需的过电位,提高了阳极析氧产率。三氟甲烷磺酸二乙基甲基铵质子离子液体中水的加入对析氧反应性能也有积极的影响。

3、但是,这些已知的电解水添加剂各有其局限性,比如,氟离子添加剂促进析氧仅针对纳米层锰氧化物电极的析氧反应,促进作用单一,且使用的氟化钾有毒性;离子液体因其独特的性能也被用作促进析氧反应的添加剂,但其复杂的合成工艺和高昂的成本增加了应用成本,无法大规模使用。


技术实现思路

1、本专利技术旨在解决目前电解水析氧反应效率的相关技术问题,提供了一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法,能够实现降低过电位、提高电解水效率。

2、为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:

3、一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法,在电解液中添加羧酸类添加剂,所述羧酸类添加剂用于促进电解水过程中的阳极析氧反应。

4、进一步地,所述羧酸类添加剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、对苯二甲酸、均苯三甲酸、植酸十二钠盐中的至少一种。

5、进一步地,所述羧酸类添加剂在所述电解液中的质量浓度为1g/l~300g/l。

6、进一步地,所述电解液为碱性电解液、酸性电解液或中性电解液。

7、优选地,所述碱性电解液为氢氧化钾和氢氧化钠的至少一种。

8、优选地,所述酸性电解液为硫酸。

9、优选地,所述中性电解液为缓冲溶液。

10、本专利技术的有益效果是:

11、本专利技术采用羧酸类添加剂添加到电解液中,羧酸类添加剂包括大量羧酸配体,羧酸配体可以调节电子结构,使电荷重新分布。羧酸配体可以通过与配位水形成氢键的形式促进质子转移。带负电荷的羧酸根离子可以很好地用作质子转移介质和助催化剂,即促进oh-的运输、活化和解离,从而使反应动力学加快,过电位降低,从而提高电解水效率。

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【技术保护点】

1.一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法,其特征在于,在电解液中添加羧酸类添加剂,所述羧酸类添加剂用于促进电解水过程中的阳极析氧反应。

2.根据权利要求1所述的一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法,其特征在于,所述羧酸类添加剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、对苯二甲酸、均苯三甲酸、植酸十二钠盐中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法,其特征在于,所述羧酸类添加剂在所述电解液中的质量浓度为1g/L~300g/L。

4.根据权利要求1或2所述的一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法,其特征在于,所述电解液为碱性电解液、酸性电解液或中性电解液。

5.根据权利要求4所述的一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法,其特征在于,所述碱性电解液中的电解质为氢氧化钾和氢氧化钠的至少一种。

6.根据权利要求4所述的一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法,其特征在于,所述酸性电解液中的电解质为硫酸。

7.根据权利要求4所述的一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法,其特征在于,所述中性电解液为缓冲溶液。>...

【技术特征摘要】

1.一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法,其特征在于,在电解液中添加羧酸类添加剂,所述羧酸类添加剂用于促进电解水过程中的阳极析氧反应。

2.根据权利要求1所述的一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法,其特征在于,所述羧酸类添加剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、对苯二甲酸、均苯三甲酸、植酸十二钠盐中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种能够促进阳极析氧反应的电解水方法,其特征在于,所述羧酸类添加剂在所述电解液中的质量浓度为1g/l~300g/l。

4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:张文张景越王宇新何清
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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