电解水的效率和能耗起到了至关重要的作用,而性能优良的电极材料需要具有高的电催化活性、低的析氢或析氧过电位、廉价的成本以及较长的使用寿命,因此目前的研究主要集中在以优异的电极材料来降低阳极的析氧过电位或者阴极的析氢过电位上[26,27]。电解水制氢的总能耗(P)=外加电压(E)×电流(I),其中电流I的大小决定着电解水制氢单位时间内的产量,要确保氢气的产量就要保证电流值不能太小;当电流I一定时,总的外加电压E越低则总能耗就越小。在实际电解水制氢过程中外加电压主要包括:理论分解电压、析氧过电位、析氢过电位和电解槽的欧姆压降,电解槽的欧姆降又包括电极材料欧姆降、电解液欧姆降、隔膜欧姆降和气泡欧姆降等[25]。理论分解电压为1.229V不变,电解槽的欧姆降相对于析氧过电位和析氢过电位来说较小,且在一定条件下改善的空间很有限,因此想方设法降低析氧和析氢过电位成为很多研究者工作内容,开发出具有较低过电位的电极材料成为材料科学家们研究的重点。1.2.3电解水制氢的阴极析氢催化剂研究目前关于电解水制氢使用的阴极析氢催化剂的研究较为成熟,国内外广泛采用镍、镍网或镍合金作为水电解阴极的析氢催化剂。关于镍合金电极[28]的研究开始较早,在20世纪60年代,NorskHydro就获得Ni-S合金作为电解水制氢阴极催化剂的相关专利,而电解水制氢的阴极催化剂在20世纪80年代之后才得到快速发展,并相继开发出了多种析氢性能优良的镍合金,如Raney镍、镍钼合金、镍钼铁合金和镍硫合金等,具有了较高的催化析氢活性,而且析氢过电位也比较理想[29,30]。1.3电解水阳极析氧催化剂的研究在碱性介质中电解水制氢的阳极反应式为:4OH—→2HO+4e—+O。为了获2?2得足够大的析氧电流密度,催化析氧活性较低的催化剂则需要在较高的析氧过电位下才能实现[31]。我们加入高效的析氧催化剂能够大大降低析氧过电位,提高析
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