无论是在碱性还是PEM条件下，电解水制氢的原理都遵循相同的规律。其核心反应包括阴极的析氢反应（HER）和阳极的析氧反应（OER）两个关键步骤。接下来，我们将深入探讨这两种反应的细节。1. 析氧反应（OER）析氧反应，也称为Oxygen Evolution Reaction（OER），是指氢氧根离子或水在电解过程中失去电子，进而生成氧气...
其中*表示催化剂表面的活性位点,“ads”表示中间产物(OHads, Oads, OOHads, O2ads)的吸附状态。 OER机理示意图 2.阴极析氢反应(HER) 电解水时,质子或水合氢离子在阴极得到电子,发生还原反应,生成氢气析出,该过程简称为氢还原反应(Hydrogen Evolution Reaction,HER)。 阴极析氢反应(HER)可基于Volmer-Heyrovsky机...
其中*表示催化剂表面的活性位点,“ads”表示中间产物(OHads, Oads, OOHads, O2ads)的吸附状态。 OER机理示意图 2.阴极析氢反应(HER) 电解水时,质子或水合氢离子在阴极得到电子,发生还原反应,生成氢气析出,该过程简称为氢还原反应(Hydrogen Evolution Reaction,HER)。 阴极析氢反应(HER)可基于Volmer-Heyrovsky机...
1. 析氢反应(HER):这是一个释放氢气的反应,通常在阴极上进行。在适当的电位下,水分子被还原成氢气。 2. 析氧反应(OER):这是一个释放氧气的反应,通常在阳极上进行。在适当的电位下,水分子被氧化成氧气。 在实际应用中,催化剂的稳定性是关键因素。由于这两个反应都需要在恶劣的电化学环境中进行,因此催化剂需...
【1】析氧反应(OER)和析氢反应(HER): 基元反应机理 电解水制氢主要原理为水分子在直流电的作用下被解离生成氧气和氢气,分别从电解槽阳极和阴极析出。电解水制氢是一种高效、清洁的制氢技术,其制氢工艺简单,产品纯度高,氢气、氧气纯度一般可达99.9%,是最有潜力的大规模制氢技术之一。水分解反应可以分为析氧反应(OE...
析氢反应（HER）与析氧反应（OER）是电解制氢过程中不可或缺的两个电化学反应。在这些反应中，HER发生在阴极，而OER则发生在阳极。与HER相比，驱动OER需要更高的过电势，因为它的四电子-质子转移过程非常缓慢。因此，提高OER的电催化活性，降低所需电压，是科研领域的一个重点。当前，OER反应有两大...
在碱性和酸性介质中,OER反应机理可以写成如下 (详见图1)【1】。蓝色线表示酸性/橙色线表示碱性条件下OER反应机理。黑色线表示O的演化涉及中间体过氧化氢(M-OOH)的形成,而两个相邻的氧(M-O)直接反应生产氧气(绿色)也是可以的(中间绿色箭头表示生成氧的...
如上所述,热力学中的这四个步骤都是非自发的,需要大量的能量才能进行下一步。能量势垒与OER的每一步密切相关,阻止了动力学,需要高过电位来克服能量势垒。认为解决OHads和OOHads之间的能量关系是获得低过电位理想条件的关键。 HER机制 析氢反应(HER)的催化活性与氢气(ΔGH*)的吸附自由能有关。HER可基于Volmer-...
在实际应用中,以上混合策略的组合在平衡OER和HER性能方面更为有效。尽管电催化剂在全面水分解方面取得了可喜的进展,但在HER和OER中的潜在应用仍有一些问题需要解决。虽然DFT(密度泛函理论)理论是一个有用的工具,让我们更好的理解中间反应的过程,但复合催化剂正变得越来越复杂,越来越难以确定真正的活性位点。通常有两...
析氧反应 (oxygen evolution reaction),简称OER。 析氢反应的简写是HER。是指通过电化学的方法使用催化剂产生氢气。能源和环境是人类社会可持续发展涉及的最主要问题。全球80%的能量需求来源于化石燃料,这最终必将导致化石燃料的枯竭,而其使用也将导致严重的环境污染。