Ni基合金是最有希望工业化的析氢材料,其析氢性能的改善成为研究热点。本项目在超重力作用下电沉积Ni-M(M=W, Mo)析氢电极,探明了超重力对Ni-M共沉积及其产物形态的影响,发现超重力下能够电沉积获得晶粒细化、表面均匀致密、无裂纹的非晶态Ni-M合金;考察了Ni-M合金的析氢性能,发现超重力电沉积的Ni-M合金具有优异的析氢活性,并表现出良好的抗通断电解能力和抗腐蚀性质;解明了电沉积Ni-M合金析氢活性和稳定性的增强机制,发现超重力下电沉积Ni-M合金析氢活性的改善主要是由于其本质活性(即电子因素)的提高,而活性比表面积(即几何因素)没有明显增大,Ni-M合金稳定性的改善则归因于Ni-M合金无裂纹、均匀致密的表面形貌和晶粒细化的非晶态结构。在研究计划顺利完成的基础上,项目扩展解析了超重力对水电解制氢的强化规律与机理,证实超重力能够显著降低电解过程的欧姆电压降和反应过电位;初步明确了超重力对金属电沉积过程的强化作用及对电沉积Ni/Fe箔物化性能的影响规律,发现金属电沉积的反应速率明显提高,金属箔晶粒细化,表面更加均匀致密,机械性能得到改善。
英文主题词super gravity; electrodeposition; Ni-based alloys; hydrogen evolution reaction