Как стабильный по размерам анод (DSA) используется в производстве водорода?

Как стабильный по размерам анод (DSA) используется в производстве водорода? Выбросы углерода от топлива на основе углерода вызывают экологические проблемы, в то время как водород рассматривается как новый источник энергии, заменяющий ископаемое топливо. Производство и хранение водорода в последнее время стали важнейшими технологиями. Электролиз воды с помощью электричества или солнечного света – это метод, который используется для экологически безопасного производства водорода. Однако производству водорода путем электролиза мешает реакция медленного выделения кислорода (ОЭР) на аноде кинетически. Реакция выделения водорода (HER) на катоде представляет собой двухэлектронную реакцию; однако ООР на аноде представляет собой четырехэлектронную реакцию с несколькими стадиями, требующую более высокой энергии для преодоления кинетического барьера. Поэтому важно разработать катализатор ООР для электролиза с высокой эффективностью. Аноды со стабильными размерами (DSA), содержащие оксид рутения (Ru) и оксид иридия (Ir), были признаны высокоэффективными в качестве катализаторов ООР для производства водорода. Однако эти катализаторы имеют некоторые недостатки, такие как высокая стоимость из-за металла платиновой группы (МПГ) и низкая стабильность в кислотных и основных средах. Таким образом, возникает большая потребность в катализаторе ООР, который содержит низкую металлическую нагрузку, а также проявляет умеренную каталитическую активность и стабильность.   Традиционно анод со стабильными размерами (DSA) изготавливается путем термического разложения. Однако анод со стабильными размерами, полученный путем термического разложения, всегда имеет некоторые дефекты, такие как сегрегация состава и крупные частицы, которые трудно контролировать. Кроме того, сложно сделать покрытие точного состава и требуется высокая температура. Поэтому, чтобы преодолеть эти недостатки, ученые исследовали аноды со стабильными размерами, которые были изготовлены методом электроосаждения (ЭД). ЭД, метод изготовления, при котором ток или напряжение применяются для осаждения металла на подложку путем восстановления ионов металлов в растворе ЭД, был использован для получения однородной пленки на сетчатой подложке. DSA был подготовлен методом ED, подготовленный электродом Ti/TiO2/Ir в качестве электрода DSA с раствором прекурсора иридия. Кроме того, ученые синтезировали слой диоксида свинца (PbO2) на подложке Ti/TiO2 с использованием раствора прекурсора свинца. В этих исследованиях сообщалось, что аноды DSA, изготовленные методом ED, содержат один вид металла или оксида металла. Аноды DSA с различным соотношением Ru и Ir были изготовлены методом совместного электроосаждения, что позволяет легко контролировать соотношение элементов в аноде DSA. DSA сетчатого типа; Электроды RuO2/Ti и (RuO2-IrO2)/Ti были приготовлены в качестве электродов выделения кислорода в кислой и щелочной среде. Условия ED, такие как приложенная плотность тока и общее число циклов, были оптимизированы для получения электрода RuO2/Ti с высокой однородностью пленки.