电解水过程中微电极制备研究进展

作     者：盛琦凯 赵增武 张亚竹 黄博闻 陈震宇 SHENG Qikai;ZHAO Zengwu;ZHANG Yazhu;HUANG Bowen;CHEN Zhenyu

作者机构：内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 

出 版 物：《中国有色冶金》 (China Nonferrous Metallurgy)

年 卷 期：2024年第53卷第2期

页      面：13-21页

学科分类：071011[理学-生物物理学] 0710[理学-生物学] 081702[工学-化学工艺] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家重点研发计划(2020YFC1909102) 内蒙古自然科学基金项目(2022MS05024) 

主　　题：微电极 单气泡 电解水 气体演化 气泡成核 气泡生长 可视化研究 

摘      要：电解水过程中产生的气泡会影响电解槽的稳定运行,了解气泡的成核、生长和脱离的规律是对气泡进行有效管理的前提。气泡生长是一个通过相界面的传质过程,从单气泡尺度模拟其演化行为,可以帮助深入理解电极表面气液传质过程,以及气泡的生成对局部流场和浓度场的影响关系,从而实现控制电解槽稳定运行、降低能耗以及提高电流效率等目的。实现单气泡生长行为的可视化,微电极的制备是必不可少的,微电极能够稳定且呈周期性的产生单个气泡。目前制备微电极的方法主要为铂丝嵌入环氧树脂法、光刻和电化学共沉积法、纳米盘电极法和印刷电路板法等,本文对这几种微电极制备方法的研究现状进行了阐述分析,不同学者制备微电极的实验结论存在差异,需要实验进行验证;目前微电极制备技术仍然无法对气泡的成核阶段进行可视化研究。未来,研究在电化学控制下气泡成核过程的可视化,并使用更快的电化学仪器来研究气泡的成核动力学将是重点。