- Код статьи
- S3034618525080037-1
- DOI
- 10.7868/S3034618525080037
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 61 / Номер выпуска 8
- Страницы
- 380-391
- Аннотация
- В работе предложен оригинальный метод получения Ni—Co-электродов и изучено их электрохимическое поведение в качестве анодов в щелочной электролизной ячейке. Установлено, что полученные электроды проявляют каталитическую активность по отношению к реакции выделения кислорода, снижая перенапряжение этого процесса, например при плотности тока 1 A/см и температуре 85°C на 390 мВ по сравнению с Ni-электродом. Преимущество полученных электродов заключается в отсутствии на их поверхности какого-либо покрытия, которое может отслоиться в процессе эксплуатации, приводя к необратимой деградации электрода. Исследуемые Ni—Co-электроды тестировались в 6 M KOH при температуре 85°C и плотности тока 300 мA/см, т. е. в условиях, максимально приближенных к рабочим для щелочных электролизеров в течение 500 ч. Показано, что после испытаний поверхность электродов оставалась без видимых признаков деградации, таких как растрескивание, расслаивание, и прочих механических повреждений. Вместе с тем на волът-амперных характеристиках отмечается небольшое, но необратимое увеличение напряжения, что может свидетельствовать о снижении каталитических свойств поверхности электрода.
- Ключевые слова
- Ni—Co-электроды щелочной электролиз воды реакция выделения кислорода каталитические слои
- Дата публикации
- 25.02.2026
- Год выхода
- 2026
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 21
Библиография
- 1. Sebbahi, S., Assila, A., Belghiti, A.A., Laasri, S., Kaya, S., Hill, El K., Rachidi, S., and Hajjaji, A., A comprehensive review of recent advances in alkaline water electrolysis for hydrogen production, Intern. J. Hydrogen Energy, 2024, vol. 82 (11), p. 583. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.07.428
- 2. Kraglund, M.R., Carmo, M., Schiller, G., Ansar, S.A., Alii, D., Christensen, E., and Jensen, J.O., Ion-solvating membranes as a new approach towards high rate alkaline electrolyzers, Energy & Environmental Science, 2019, vol. 12, p. 3313. DOI: 10.1039/C9EE00832B
- 3. El-Shafie, M.I., Hydrogen production by water electrolysis technologies: A review, Results in Engineering, 2023, vol. 20, p. 101426. DOI: 10.1016/j.rineng.2023.101426
- 4. Emam, A.S., Hamdan, M., Abu-Nabah, B.A., and Elnajjar, E., A review on recent trends, challenges, and innovations in alkaline water electrolysis, Intern. J. Hydrogen Energy, 2024, vol. 20, p. 599. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.03.238
- 5. Arsad, S.R., Arsad, A.Z., Ker, P.J., Hannan, M.A., Tang, S.G., Goh, S.M., and Mahlia, I.T.M., Recent advancement in water electrolysis for hydrogen production: A comprehensive bibliometric analysis and technology updates, Intern. J. Hydrogen Energy, 2024, vol. 60, p. 780. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.02.184
- 6. Zou, Z., Dastarkan, K., Shao, Y., Zhao, C., and Wang, Q., Electrocatalysts for alkaline water electrolysis at ampere-level current densities: a review, Intern. J. Hydrogen Energy, 2024, vol. 51, p. 667. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2023.07.026
- 7. Кулешов, Н.В., Коровин, Н.В., Удрис, Е.Я., Кулешов, В.Н., Бахин, А.Н. Разработка новых электростатизаторов для низкотемпературного электролиза воды. Электрохимическая энергетика. 2012. Т. 12. № 2. С. 51. @@ Kuleshov, N.V., Korovin, N.V., Udris, E. Ya., Kuleshov, V.N., and Bakhin, A.N., Development of New Electrocatalysts for Low-Temperature Water Electrolysis, Electrochemical Power Engineering, 2012, vol. 12, no. 2, p. 51.
- 8. Lee, H.I., Cho, H., Kim, M., Lee, J.H., Lee, C., Lee, S., Kim, S., Kim, C., Yi, K.B., and Cho, W., The structural effect of electrode mesh on hydrogen evolution reaction performance for alkaline water electrolysis, Frontiers in Chemistry, 2021, vol. 9, p. 787787. DOI: 10.3389/fchem.2021.787787
- 9. Seetharaman, S., Balaji, R., Ramya, K., Dhathathreyan, K.S., and Velan, M., Electrochemical behaviour of nickel-based electrodesfor oxygen evolution reaction in alkaline water electrolysis, Ionics, 2014, vol. 20, p. 713.
- 10. Schalenbach, M., Kasian, O., and Mayrhofer, K.J.J., An alkaline water electrolyzer with nickel electrodes enables efficient high current density operation, Intern. J. Hydrogen Energy, 2018, vol. 43, p. 11932. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2018.04.219
- 11. Elsharkawy, S., Kutyta, D., Marzec, M.M., and Zablinski, P., Electrodeposition of hydrophobic Ni thin films from different baths under the influence of the magnetic field as electrocatalysts for hydrogen production, Intern. J. Hydrogen Energy}, 2024, vol. 61, p. 873. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.03.045
- 12. Chen, M. and Guan, J., Achievements and challenges in cobalt-based catalysts for water electrolysis, Chem. Eng. J., 2024, vol. 500, p. 157080. DOI: 10.1016/j.ccj.2024.157080
- 13. Yang, F., Dong, G., Meng, L., Liu, L., Liu, X., Zhang, Z., Zhao, M., and Zhang, W., One-step electrodeposition of bifunctional MnCo(PO) electrocatalysts with wrinkled globular-flowers-like structure for highly efficient electrocatalytic water splitting, Intern. J. Hydrogen Energy, 2024, vol. 77, p. 589. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.06.235
- 14. Guo, D., Wen, L., T., and Wang, Li, X., Electrodeposition synthesis of cobalt-molybdenum bimetallic phosphide on nickel foam for efficient water splitting, J. Colloid and Interface Sci., 2024, vol. 659, p. 707. DOI: 10.1016/j.jcis.2023.09.173
- 15. Lin, Y., Zhang, D., and Gong, Y., Ultralow ruthenium loading Cobalt-molybdenum binary alloy as highly efficient and super-stable electrocatalyst for water splitting, Appl. Surface Sci., 2021, vol. 541, p. 148518. DOI: 10.1016/j.apsusc.2020.148518
- 16. Liu, X., Guo, R., Kun, N., Xia, F., Niu, C., Wen, B., Meng, J., Wu, P., Wu, J., Wu, X., and Mai, L., Reconstruction-determined alkaline water electrolysis at industrial temperatures, Adv. Mater., 2020, vol. 32, p. 1. DOI: 10.1002/adma.202001136
- 17. MI, J. and Sun, X., Recent progress on earth abundant electrocatalysts for oxygen evolution reaction (OER) in alkaline medium to achieve efficient water splitting – A review, J. Power Sources, 2018, vol. 400, p. 31. DOI: 10.1016/j.jpowsour.2018.07.125
- 18. Jin, H., Rugia, B., Park, Y., Kim, H.J., Oh, H., Choi, S., and Lee, K., Nanocatalyst design for long-term operation of proton/anion exchange membrane water electrolysis, Adv. Energy Mater., 2021, vol. 11, p. 1. DOI: 10.1002/aenm.202003188
- 19. Kuleshov, N.V., Kuleshov, V.N., Dovbysh, S.A., Kurochkin, S.V., Udris, E.Ya., and Slavnov, Yu.A., Polysulfone-based polymeric diaphragms for electrochemical devices with alkaline electrolyte, Russ. J. Appl. Chem., 2018, vol. 91, p. 930. DOI: 10.1134/S1070427218060083
- 20. Кулешов, В.Н., Кулешов, Н.В., Курочкин, С.В., Григорьева, О.Ю. Синтез и исследование электродно-диафрагменных блоков для щелочного электролиза воды. Электрохимия. 2022. Т. 58. C. 253. @@ Kuleshov, V.N., Kuleshov, N.V., Kurochkin, S.V., and Grigor’eva, O.Yu., Synthesis and Investigation of Electrode–Diaphragm Assemblies for Alkaline Water Electrolysis, Russ. J. Electrochem., 2022, vol. 58, p. 253. DOI: 10.1134/S1023193522060052
- 21. Кулешов, В.Н., Курочкин, С.В., Кулешов, Н.В., Гаврилюк, А.А., Пушкарева, И.В., Климова, М.А., Григорьева О.Ю. Щелочной электролиза воды с анионообменными мембранами и катализаторами на основе никеля. Электрохимия. 2023. Т. 59. C. 735. @@ Kuleshov, V.N., Kurochkin, S.V., Kuleshov, N.V., Gavriluk, A.A., Pushkareva, I.V., Klimova, M.A., and Grigorieva, O.Y., Alkaline Water Electrolysis With Anion-Exchange Membranes And Different Types Of Electrodes, Russ. J. Electrochem., 2023, vol. 59, p. 915. DOI: 10.31857/S0424857023110105
- 22. Якименко, Л.М., Модылевская, И.Д., Ткачек З.А. Электролиза воды. М.: Химия, 1970. С. 63. @@ Yakimenko, L.M., Modylevskaya, I.D., and Tkachek, Z.A. Electrolysis of water (in Russian), Moscow: Khimiya, 1970. p. 63.
