电解水贵金属阳极催化

① 电解水的催化剂

催化剂通常能使电解水的活化能大大降低，从而降低电解水的过电势。催化剂的优劣决定了电解水所需要的总电压以及电能转换为氢能的转化效率。比如，两根石墨电极组成的电解池通常需要大于2 V的电压才能产生氢气和氧气，因为石墨不是理想的催化剂，而两片不锈钢电极组成的电解池需要大约1.6-1.8V的电压就能产生氢气和氧气。研究新型的催化剂来增加能量转换效率是能源领域十分受关注的焦点。
在酸性环境中，铂是析氢反应的催化剂，几乎没有任何过电势以及非常小的塔菲尔斜率(电流增加10倍所需要的额外电压)，是几乎理想化的催化剂，但是由于铂贵金属资源稀缺，科学家正在寻找一些廉价催化剂(过渡金属硫化物，碳化物以及磷化物)。氧化铱是析氧反应的催化剂，但是同样依赖于稀缺资源，同时由于高电位以及酸性环境，极少物质能能同时展现析氧反应催化活性和稳定性，所以目前为止还没有找到氧化铱的替代品。
在碱性环境中，铂和氧化铱依然是很好的催化剂，但是由于氧化物和氢氧化物在碱性环境的稳定性，能有更多低原子数过渡金属化物的选择。比如，镍基合金展现出了优良的析氢反应的催化活性和稳定性，镍铁基复合材料和一些钙钛矿材料展现出了优良的析氧反应的催化活性。

② 如何高效电解水，正负极分别用什么金属

电极：可用石墨电极。

水(H2O)被直流电电解生成氢气和氧气的过程被称为电解水。电流通过水(H2O)时，在阴极通过还原水形成氢气(H2)，在阳极则通过氧化水形成氧气(O2)。氢气生成量大约是氧气的两倍。电解水是取代蒸汽重整制氢的下一代制备氢燃料方法。

催化剂：
催化剂通常能使电解水的活化能大大降低，从而降低电解水的过电势。催化剂的优劣决定了电解水所需要的总电压以及电能转换为氢能的转化效率。比如，两根石墨电极组成的电解池通常需要大于2 V的电压才能产生氢气和氧气，因为石墨不是理想的催化剂，而两片不锈钢电极组成的电解池需要大约1.6-1.8V的电压就能产生氢气和氧气。研究新型的催化剂来增加能量转换效率是能源领域十分受关注的焦点。

在酸性环境中，铂是析氢反应的催化剂，几乎没有任何过电势以及非常小的塔菲尔斜率(电流增加10倍所需要的额外电压)，是几乎理想化的催化剂，但是由于铂贵金属资源稀缺，科学家正在寻找一些廉价催化剂(过渡金属硫化物，碳化物以及磷化物)。氧化铱是析氧反应的催化剂，但是同样依赖于稀缺资源，同时由于高电位以及酸性环境，极少物质能能同时展现析氧反应催化活性和稳定性，所以目前为止还没有找到氧化铱的替代品。

在碱性环境中，铂和氧化铱依然是很好的催化剂，但是由于氧化物和氢氧化物在碱性环境的稳定性，能有更多低原子数过渡金属化物的选择。比如，镍基合金展现出了优良的析氢反应的催化活性和稳定性，镍铁基复合材料和一些钙钛矿材料展现出了优良的析氧反应的催化活性。

③ 水的电解反应，电解水时，阳极和阴极分别发生什么反应

阳极上发生氧化反应：2H2O-4e- =4H+ +O2(气体)[或者是4OH－-4e- =2H2O+O2]
阴极上发生还原反应：4H2O+4e- =4OH- +2H2(气体)[或4H+ +4e- =2H2]

④ 电解水用什么金属电极好（铂，钯，银等贵金属除外，可以是合金，不要石墨）

这个是工业上:镍钴铁复合材料作为阳极，镍基材料作为阴极，高浓度的氢氧化钠或氢氧化钾溶液作为电解液。
还可以使用不锈钢做电极，不过消耗大。

⑤ 电解水制取氢气阴极可以用金属镍吗

电解水制造氢气不节能是因为电解水需要消耗大量电能，且电解水工业化还处于发展阶段，仍有许多问题需要处理。

比如，通常电解槽需要高纯度的淡水资源，直接用海水会导致电极腐蚀和效率降低，而电解海水的氯碱工业需要更高的电压来实现氢气的制备，如何实现电解海水将极大地推动电解水工业化的步伐。

现有的工业化电解制氢方法主要有两种：碱性电解水制氢，聚合物电解质电解水制氢。前者通常使用较廉价的电极材料，但工作电流较低，镍钴铁复合材料作为阳极，镍基材料作为阴极，高浓度的氢氧化钠或氢氧化钾溶液作为电解液，工作温度为60-80度，工作电流为0.2-0.4 A/cm2，氢气产生量为<760 N m3/h。后者由于酸性环境通常使用贵金属作为催化剂，但工作电流较高，氧化铱作为阳极，铂作为阴极，工作温度为50-80度，工作电流为0.6-2.0 A/cm2，氢气产生量大约为30 N m3/h。

⑥ 电解水要不要催化剂

不要，不过可以加大电流或在水中加入氢氧化或稀硫酸增强导电性。希望采纳

⑦ 理论上存在能高效电解水的催化剂吗

电解催化剂？不用这么麻烦！作为水的分解催化剂的确是有的，二氧化钛，放进水里，太阳光作为反应条件，在阳光照射下就可以催化水分解为氧气、氢气。。。你也喜欢化学？做个朋友吧！

⑧ 金属做阳极进行催化析氧时，为什么电流密度越大，析氧性能越好

由于电极反应并不是如理想中的那样迅速： 1就是说,或还原形式的离子浓度越低,实际的电极反应在进行的时候.于是由Nernst方程,而析氧电位会上升.20等．详细的东西我分两部分讲,其中a.电化学有一个很有名的方程叫Nernst（能斯特）方程.56,是还原态浓度下降.要使速率达到可观的水平,大意是电极的电位与电极周围的离子浓度有关,Hg1,会发生阴极电位比理论值低.23V.比如电解水,阳极电位比理论值高的情况,这就叫做过电位．如果阴极析出的是氢气,造成浓度下降,因此常以a作为活化过电位大小的判据,这就叫极化. A,Zn1.实际的电极在工作过程中,而溶液的浓度扩散不及时,就叫析氢过电位;H2O的电位是1,塔菲尔常数越大,这就叫活化过电位,则电极的电位就越高,因此在实际的电解操作中.由于实际电极反应要消耗附近的溶液的溶质（这是理想电极不考虑的）,析氢电位会下降.36V左右,导致电极周围溶液浓度下降；对析氧电极（阳极）,析氧过电位也一样．过电位是由于电极的极化而产生的,反之亦然.对析氢电极（阴极）,氧化形式的离子浓度越高,所以当电位达到理论电位,会发生偏离理想电极模型的情况,但实际上一般需要达到1.24,就是说实际的电极反应已经偏离了理想的电极反应．析氢过电位（一定程度上）可以用塔菲尔常数衡量.塔菲尔（Tafel）认为活化过电位η与电流密度i有η=a+blgi的关系,b叫塔菲尔系数.电极的极化有两种,电极反应的速率却仍然很慢,而这种效果在气体的析出上非常明显,必须升高电位,是氧化态浓度下降,过电位越大．常见金属塔菲尔常数较大的有Pb1.不同金属的b值相差不大而a相差明显. 由于过电位的存在.浓差极化.41,理论上O2/,Sn1.活化极化. B,要把这些问题也考虑进去. 2,这就是O2的析出存在活化过电位的结果

⑨ 电解水有催化剂么[加快反应速率]

电解水目前还没有什么催化剂，但是可以通过改变水的导电性，从而提高电解效率，从理论上讲，硫酸，NaOH等都可以。但是浓度控制很重要，太浓太稀都不是很好！在实验室我们曾经做过这样的探索，发现25%左右的NaOH溶液电解时，效率最好！不妨你可以试试！

⑩ 水的电解实验加入硫酸钠是催化剂吗

不是催化剂，只是为了增大溶液的导电性。

水(H2O)被直流电电解生成氢气和氧气的过程被称为电解水。电流通过水(H2O)时，在阴极通过还原水形成氢气(H2)，在阳极则通过氧化水形成氧气(O2)。氢气生成量大约是氧气的两倍。电解水是取代蒸汽重整制氢的下一代制备氢燃料方法。

催化剂通常能使电解水的活化能大大降低，从而降低电解水的过电势。催化剂的优劣决定了电解水所需要的总电压以及电能转换为氢能的转化效率。比如，两根石墨电极组成的电解池通常需要大于2 V的电压才能产生氢气和氧气，因为石墨不是理想的催化剂，而两片不锈钢电极组成的电解池需要大约1.6-1.8V的电压就能产生氢气和氧气。
在酸性环境中，铂是析氢反应的催化剂，几乎没有任何过电势以及非常小的塔菲尔斜率(电流增加10倍所需要的额外电压)，是几乎理想化的催化剂，但是由于铂贵金属资源稀缺，科学家正在寻找一些廉价催化剂(过渡金属硫化物，碳化物以及磷化物)。氧化铱是析氧反应的催化剂，但是同样依赖于稀缺资源，同时由于高电位以及酸性环境，极少物质能能同时展现析氧反应催化活性和稳定性，所以目前为止还没有找到氧化铱的替代品。
在碱性环境中，铂和氧化铱依然是很好的催化剂，但是由于氧化物和氢氧化物在碱性环境的稳定性，能有更多低原子数过渡金属化物的选择。比如，镍基合金展现出了优良的析氢反应的催化活性和稳定性，镍铁基复合材料和一些钙钛矿材料展现出了优良的析氧反应的催化活性。

应用：

基于其高能量密度及零排放(不排放任何温室效应气体)，氢气已被列为潜在的清洁能源燃料，同时氢燃料可以通过氢燃料电池的方式驱动各类电子设备及电驱动车。随着氢燃料的飞速发展，电解制氢也逐渐步入工业化取代传统的蒸汽重整制氢的方法来消除对天然气的依赖性同时又减少成本增加氢燃料纯度。