貴金屬催化劑對電解水的應用

㈠ 貴金屬催化劑發展前景

催抄化劑按來源來分，襲可分為生物催化劑和非生物催化劑。非生物催化劑目前大多數是工業催化劑，它們都是由人工合成的，是具有特定組成和結構的製品。
工業催化劑按材質分，可分為金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、硫化物催化劑、酸鹼催化劑和絡合催化劑等；按使用領域來分，工業催化劑又可分為煉油催化劑、化工催化劑和環保催化劑等。
前瞻網發布的《2014-2018年 中國催化劑行業深度調研與投資戰略規劃分析報告》隨著能源供需矛盾的日趨嚴峻，能源產品價格的大幅波動，能源結構的多元化以及環境污染的日趨惡化，我國政府和行業主管部門對石油、煤炭、天然氣等能源生產過程及產品的凈化十分重視，出台了許多有利於行業發展的產業政策與措施。

㈡ 電解水的工業應用及前景

基於其高能量密度及零排放(不排放任何溫室效應氣體)，氫氣已被列為潛在的清潔能源燃料，同時氫燃料可以通過氫燃料電池的方式驅動各類電子設備及電驅動車。隨著氫燃料的飛速發展，電解制氫也逐漸步入工業化取代傳統的蒸汽重整制氫的方法來消除對天然氣的依賴性同時又減少成本增加氫燃料純度。
鹼性電解水制氫
現有的工業化電解制氫方法主要有兩種：鹼性電解水制氫，聚合物電解質電解水制氫。前者通常使用較廉價的電極材料，但工作電流較低，鎳鈷鐵復合材料作為陽極，鎳基材料作為陰極，高濃度的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液作為電解液，工作溫度為60-80度，工作電流為0.2-0.4 A/cm2，氫氣產生量為<760 N m3/h。後者由於酸性環境通常使用貴金屬作為催化劑，但工作電流較高，氧化銥作為陽極，鉑作為陰極，工作溫度為50-80度，工作電流為0.6-2.0 A/cm2，氫氣產生量大約為30 N m3/h。
電解水工業化還處於發展階段，仍有許多問題需要處理。比如，通常電解槽需要高純度的淡水資源，直接用海水會導致電極腐蝕和效率降低，而電解海水的氯鹼工業需要更高的電壓來實現氫氣的制備，如何實現電解海水將極大地推動電解水工業化的步伐。

㈢ 水的電解實驗加入硫酸鈉是催化劑嗎

不是催化劑，只是為了增大溶液的導電性。

水(H2O)被直流電電解生成氫氣和氧氣的過程被稱為電解水。電流通過水(H2O)時，在陰極通過還原水形成氫氣(H2)，在陽極則通過氧化水形成氧氣(O2)。氫氣生成量大約是氧氣的兩倍。電解水是取代蒸汽重整制氫的下一代制備氫燃料方法。

催化劑通常能使電解水的活化能大大降低，從而降低電解水的過電勢。催化劑的優劣決定了電解水所需要的總電壓以及電能轉換為氫能的轉化效率。比如，兩根石墨電極組成的電解池通常需要大於2 V的電壓才能產生氫氣和氧氣，因為石墨不是理想的催化劑，而兩片不銹鋼電極組成的電解池需要大約1.6-1.8V的電壓就能產生氫氣和氧氣。
在酸性環境中，鉑是析氫反應的催化劑，幾乎沒有任何過電勢以及非常小的塔菲爾斜率(電流增加10倍所需要的額外電壓)，是幾乎理想化的催化劑，但是由於鉑貴金屬資源稀缺，科學家正在尋找一些廉價催化劑(過渡金屬硫化物，碳化物以及磷化物)。氧化銥是析氧反應的催化劑，但是同樣依賴於稀缺資源，同時由於高電位以及酸性環境，極少物質能能同時展現析氧反應催化活性和穩定性，所以目前為止還沒有找到氧化銥的替代品。
在鹼性環境中，鉑和氧化銥依然是很好的催化劑，但是由於氧化物和氫氧化物在鹼性環境的穩定性，能有更多低原子數過渡金屬化物的選擇。比如，鎳基合金展現出了優良的析氫反應的催化活性和穩定性，鎳鐵基復合材料和一些鈣鈦礦材料展現出了優良的析氧反應的催化活性。

應用：

基於其高能量密度及零排放(不排放任何溫室效應氣體)，氫氣已被列為潛在的清潔能源燃料，同時氫燃料可以通過氫燃料電池的方式驅動各類電子設備及電驅動車。隨著氫燃料的飛速發展，電解制氫也逐漸步入工業化取代傳統的蒸汽重整制氫的方法來消除對天然氣的依賴性同時又減少成本增加氫燃料純度。

㈣ 氧化催化技術中貴金屬催化劑發揮的作用是什麼如何在保證貴金屬催化劑活性的前提

首先防止催化劑中毒 再次考慮反應效率來決定是否選它

㈤ 哪些工業上用到貴金屬催化劑

貴金屬催化劑(precious metal catalyst)一種能改變化學反應速度而本身又不參與反應最終產物的貴金屬材料。幾乎所內有的貴金屬都可用作容催化劑，但常用的是鉑、鈀、銠、銀、釕等，其中尤以鉑、銠應用最廣。它們的d電子軌道都未填滿，表面易吸附反應物，且強度適中，利於形成中間「活性化合物」，具有較高的催化活性，同時還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等綜合優良特性，成為最重要的催化劑材料。

㈥ 電解水製取氫氣陰極可以用金屬鎳嗎

電解水製造氫氣不節能是因為電解水需要消耗大量電能，且電解水工業化還處於發展階段，仍有許多問題需要處理。

比如，通常電解槽需要高純度的淡水資源，直接用海水會導致電極腐蝕和效率降低，而電解海水的氯鹼工業需要更高的電壓來實現氫氣的制備，如何實現電解海水將極大地推動電解水工業化的步伐。

現有的工業化電解制氫方法主要有兩種：鹼性電解水制氫，聚合物電解質電解水制氫。前者通常使用較廉價的電極材料，但工作電流較低，鎳鈷鐵復合材料作為陽極，鎳基材料作為陰極，高濃度的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液作為電解液，工作溫度為60-80度，工作電流為0.2-0.4 A/cm2，氫氣產生量為<760 N m3/h。後者由於酸性環境通常使用貴金屬作為催化劑，但工作電流較高，氧化銥作為陽極，鉑作為陰極，工作溫度為50-80度，工作電流為0.6-2.0 A/cm2，氫氣產生量大約為30 N m3/h。

㈦ 電解水要不要催化劑

不要，不過可以加大電流或在水中加入氫氧化或稀硫酸增強導電性。希望採納

㈧ 韓國研發低成本耐腐蝕催化劑 可降低電解水制氫的成本

蓋世汽車訊推動以氫燃料汽車為代表的氫經濟發展的關鍵是以低成本生產可以發電的氫氣。制氫的方法有很多，如捕獲副產品氫氣、重組化石燃料獲取氫氣以及電解水制氫。其中，電解水制氫的方法是一種環保的方法，但是其中催化劑的使用是決定其效率和價格競爭力最重要的因素。因為，電解水裝置需要使用鉑（Pt）催化劑，以加速產氫反應以及提升耐用性。不過，雖然該催化劑的性能很好，但其成本很高，在價格方面不如其他制氫方法有競爭力。

（圖片來源：韓國科學技術研究院）

根據電解質在水中的溶解狀況，電解水裝置也會不同。例如，採用質子交換膜（PEM）的裝置，即使採用過渡金屬製成的催化劑，而不是昂貴的鉑基催化劑，也能夠實現高速率的產氫反應。因此，有很多研究都專注於將該技術實現商業化。不過，雖然此類研究專注於實現高反應活性，但是提高此類易在電化學環境中腐蝕的過渡金屬耐久性的研究卻被忽視了。

據外媒報道，韓國科學技術研究院（KIST）的一個研究小組研發了一種催化劑，由具備長期耐久性的過渡金屬製成，可以提高制氫效率，而且還通過克服非鉑催化劑的耐久性問題，無需使用到鉑。

該研究小組利用噴霧熱解工藝，將少量鈦（Ti）注入到低成本過渡金屬磷化鉬（MoP）中。由於鉬價格低廉，且易於處理，因而常被用作能量轉換和儲能設備的催化劑，但是其弱點是容易被氧化，進而腐蝕。

研究人員發現，在催化劑合成過程中，每種材料的電子結構完全得以重構，最終實現了與鉑催化劑相同的析氧反應（HER）活性。電子結構的改變解決了高腐蝕性的問題，因此該催化劑比現有的過渡金屬基催化劑的耐久性提高了26倍，可加速實現非鉑催化劑的商業化。

本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。

㈨ 貴金屬催化劑的介紹

貴金屬催化劑(precious metal catalyst)一種能改變化學反應速度而本身又不參與反應最終產物的貴金屬專材料。幾乎所屬有的貴金屬都可用作催化劑，但常用的是鉑、鈀、銠、銀、釕等，其中尤以鉑、銠應用最廣。它們的d電子軌道都未填滿，表面易吸附反應物，且強度適中，利於形成中間「活性化合物」，具有較高的催化活性，同時還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等綜合優良特性，成為最重要的催化劑材料。

㈩ 電解水的催化劑

催化劑通常能使電解水的活化能大大降低，從而降低電解水的過電勢。催化劑的優劣決定了電解水所需要的總電壓以及電能轉換為氫能的轉化效率。比如，兩根石墨電極組成的電解池通常需要大於2 V的電壓才能產生氫氣和氧氣，因為石墨不是理想的催化劑，而兩片不銹鋼電極組成的電解池需要大約1.6-1.8V的電壓就能產生氫氣和氧氣。研究新型的催化劑來增加能量轉換效率是能源領域十分受關注的焦點。
在酸性環境中，鉑是析氫反應的催化劑，幾乎沒有任何過電勢以及非常小的塔菲爾斜率(電流增加10倍所需要的額外電壓)，是幾乎理想化的催化劑，但是由於鉑貴金屬資源稀缺，科學家正在尋找一些廉價催化劑(過渡金屬硫化物，碳化物以及磷化物)。氧化銥是析氧反應的催化劑，但是同樣依賴於稀缺資源，同時由於高電位以及酸性環境，極少物質能能同時展現析氧反應催化活性和穩定性，所以目前為止還沒有找到氧化銥的替代品。
在鹼性環境中，鉑和氧化銥依然是很好的催化劑，但是由於氧化物和氫氧化物在鹼性環境的穩定性，能有更多低原子數過渡金屬化物的選擇。比如，鎳基合金展現出了優良的析氫反應的催化活性和穩定性，鎳鐵基復合材料和一些鈣鈦礦材料展現出了優良的析氧反應的催化活性。