물을 전기분해하여 수소를 생산하는 기술

수소는 청정 에너지원입니다. 전기도금된 철-니켈 합금으로 만들어진 전극을 사용하여 물을 전기분해하는 것이 기술적으로 실현 가능한 수소 생성 방법으로 시연되기 시작했습니다. 니켈철합금을 전기도금하여 물을 전기분해하는 전극으로 사용하는 방법으로, 저비용, 고효율로 청정연료, 특히 수소의 대량생산에 활용이 기대됩니다. 본 기술은 저렴한 다공성 금속 소재를 사용하여 귀금속 코팅이 필요하지 않습니다. 이를 통해 전해수에서 생성된 산소 기포가 빠르게 빠져나가 생산 효율성이 향상됩니다.

철-니켈 합금 전극은 알칼리 전해질 중 가장 산소 생산 효율이 높은 전극으로 보고된 바 있다. 이 공정은 니켈과 철을 원료로 사용하는데, 가격이 저렴하고 제조가 용이하다. 이는 귀한 희귀 금속을 촉매 및 전극 재료로 사용하는 다른 물 전기분해 기술과 대조됩니다. 전극은 풍부한 기공 구조와 높은 비표면적을 보유하고 있으며 OER 촉매 활성은 이전에 보고된 많은 니켈 기반 촉매를 능가합니다. 다공성 철-니켈 합금 전극의 고유 촉매 활성은 Fe 함량에 의해 영향을 받습니다. 이 활성은 Fe 몰분율이 15%에 도달할 때 가장 높습니다.Ni0.85Fe0.15-180-3는 공업용수 전기분해 조건에서 높은 안정성을 나타내며 250시간 작동 후 성능을 보여줍니다. 심각한 저하 없음.
전기분해 중에 전류는 물을 수소와 산소로 분해합니다. 전극 산소 생산의 낮은 효율성, 높은 비용 및 많은 전력 소비는 물을 전기분해하여 산업적 생산을 달성하는 데 있어 주요 기술적 어려움 중 하나입니다.

철-니켈 합금에는 각각의 직경이 약 200미크론인 수많은 미세 기공이 포함되어 있으며 이는 사람 머리카락 직경의 대략 두 배입니다. 또한 초박형 니켈-철에는 각각 직경이 약 50나노미터인 수많은 미세 기공이 있습니다. 합금 코팅. 전극은 코팅과 내부 모두의 미세 기공으로 인해 표면적이 넓습니다. 이는 전기분해 중에 생성된 산소의 방출 및 탈출을 촉진합니다. 산소 기포 탈출이 부족하면 전극 사용이 줄어드는 원인이 되는 경우가 많습니다.
수소 연소는 물만 생산하므로 깨끗하고 효율적인 에너지원이 됩니다. 대규모로 저렴한 비용으로 생산할 수 있다면 세계적으로 증가하는 에너지 수요를 충족하고 오염을 줄이며 지구 온난화를 억제하는 데 도움이 될 수 있습니다.
활성도가 높고 안정성이 높은 니켈 합금 전극을 사용하면 알칼리수 전기분해에 대한 가능성이 나타납니다. 강력한 가스 발생 하에서 형성된 다단계 다공성 구조 전극의 성공적인 준비는 또한 다른 가스 발생 전극의 구조를 최적화하기 위한 새로운 아이디어를 제공합니다.