Die Stabilität der Meerwasserelektrolyse wurde von Wissenschaftlern erhöht, indem sie den Korrosionsmechanismus der Anoden auf Basis des korrosiven Anions Bron auf Ni-Basis aufklärten. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Die Wasserstoffproduktion durch Elektrolyse von Salzwasser gilt als praktikable und erschwingliche Strategie zur Energiespeicherung und -umwandlung, die dazu beiträgt, „höchste Kohlendioxidemissionen und COXNUMX-Neutralität“ zu erreichen. Der Einsatz der Soleelektrolyse zur Wasserstoffproduktion war jedoch aufgrund der schlechten Anodenhaltbarkeit eingeschränkt.
Die Forscher untersuchten den Mechanismus der Anodenkorrosion bei der Meerwasserelektrolyse auf der Grundlage früherer Arbeiten zur Stabilität der Meerwasserelektrolyse. Bei der Meerwasserelektrolyse wurde festgestellt, dass Br- zusätzlich zu Cl- für Ni-basierte Anoden schädlicher ist.
Auswertungsergebnisse elektrochemischer Experimente zeigten, dass Ni-basierte Anoden in Br-haltigen Elektrolyten eine geringere Korrosionsbeständigkeit und eine schnellere Korrosionskinetik aufweisen als Anoden in Cl-haltigen Elektrolyten.
Laut elektrochemischen In-situ-Studien erzeugt Cl- auf Ni-Substraten gerne lokale Korrosion mit schmalen, tiefen Grübchen, während Br- dazu neigt, ausgedehnte Korrosion mit breiten, flachen Grübchen zu erzeugen.
Laut Studien unter Verwendung der Dichtefunktionaltheorie und Simulationen von gestochenen elastischen Bändern sind die langsamere Diffusion und die geringere Reaktionsenergie von Br- im Vergleich zu Cl- in der Passivierungsschicht für diesen Unterschied im Korrosionsverhalten verantwortlich.
Darüber hinaus können Ni-basierte Elektroden mit Katalysatoren wie Br-, NiFe-LDH dazu führen, dass sich die Katalysatorschicht während der Elektrolyse großflächig ablöst, was zu einem schnellen Leistungsabfall führt.
Obwohl Br- in Salzwasser in minimalen Mengen (0,53 mM) vorhanden ist, hat es einen erheblichen Einfluss auf das Korrosionsverhalten von Ni-Substraten und erfordert daher eine zusätzliche Bewertung.
Die Untersuchung der Br- und Cl-Korrosionsmechanismen an Ni-basierten Anoden in dieser Studie könnte bei der Entwicklung und Synthese langlebiger und zuverlässiger Salzwasserelektrolyseanoden hilfreich sein.
Quelle: phys.org/news
📩 10/09/2023 23:57