如何進行電解水電化學實驗？

 

隨著電解水產氫的快速發展，其中電催化反應的過程至關重要，儘管已經有很多發表的論文描述其催化劑或性能的突出和優異，但是較少有組裝成電解槽（電池）進行實際運行的測試資料，另外目前對電解槽的規格和方法還沒有達到統一標準，因此不同研究機構在對比電解水性能時，可能會導致資料難有一致的標準性，基於這些問題，德州大學奧斯丁分校C. Buddie Mullins教授等人在《ACS Energy Letter 》期刊上撰寫了關於電解槽的測試方法，對電解水開發人員而言，具有很好的參考意義。

 

Fig 1. 流動電解槽

 

Fig 2. 電解槽裝置圖

 

電解槽測試步驟對於電化學測試系統的具體要求

1. 交流直流一體化測試

2. 多步驟序列實驗能力

3. 靈活自訂測試步驟

4. 截止條件跳轉設置

5. 同步正負極測試能力

 

 

 

Fig 3. 建議測試步驟-變電流條件下電解槽的電催化的穩定性測試

 

Fig 4. 建議測試工步-類比電解槽停機狀態

 

Solartron XM-Studio 軟體設置介面：

 

 

英國Solartron除了有市面上最頂尖的交流阻抗量測能力，同時也能讓用戶輕易的自定義實驗方法、序列和多種截止條件之設定。 輔助分壓量測功能可以同時量測整個電解槽、正極和負極的EIS（或電壓）變化，了解整個電解槽中各電極的貢獻。

 

 

參考資料：

1)  A Guide to Electrocatalyst Stability Using Lab-Scale Alkaline Water Electrolyzers, Raul A. Marquez, Michael Espinosa, Emma Kalokowski, Yoon Jun Son, Kenta Kawashima, Thuy Vy Le, Chikaodili E. Chukwuneke and C. Buddie Mullins, ACS Energy Letters  2024, 9, 2, 547-555.

2）Start–Stop Cyclic Durability Analysis of Membrane–Electrode Assemblies Using Polyflourene-Based Electrolytes for an Anion-Exchange Membrane Water Electrolyzer Sreekanth Narayanaru, Shoji Miyanishi, Hidenori Kuroki, Gopinathan M. Anilkumar, and Takeo Yamaguchi*, ACS Sustainable Chem. Eng. 2023, 11, 25, 9295–9302.

 

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