早稻田大学
日本早稻田大学的研究人员提出了一种替代技术，可以比传统的瞬态技术更可靠地测量稳态电催化活性，为通过水分解高效制氢开辟了一条潜在的途径
学分:早稻田大学的Sengeni Anantharaj 水的电解或“水电解”最近受到了极大的关注，因为它有潜力成为一种清洁的氢源，这是一种经常被吹捧的未来燃料
然而，有两个问题长期存在:大量的能量损失和电催化剂(用于电解的催化剂)的成本
幸运的是，几种新的电催化剂已经出现，这可能会解决这些问题
新的电催化剂的筛选通常用诸如“线性扫描伏安法”(LSV)和“循环伏安法”(CV)的技术来进行，这些技术包括向电极施加不断变化的电压并监测产生的电流
由于该电流取决于在电极上发生的氧化或还原的速率，因此测量的电流读数可用于确定电催化剂对电解反应速度的影响
然而，这些技术的一个明显缺点是它们不能准确记录电催化剂的“稳态”响应，因为它没有经历足够长的特定施加电压来这样做
结果，经常记录到相当高的电流读数，这不能反映真实的催化活性，阻碍了高效电催化剂的开发和将其推广到大规模过程
在发表在《电化学学会杂志》上的一项新研究中，日本早稻田大学助理教授森格尼·阿南塔拉吉和他的合作者博士
印度CSIR中央电化学研究所的Subrata Kundu教授
早稻田大学的苏古鲁·野田现在已经找到了解决这个问题的方法，证明了一种称为“采样电流伏安法”(SCV)的替代技术，作为恒定稳态外加电压下电催化性能的更可靠指标
Anantharaj谈到他的动机时说:“准确筛选催化剂和开发用于所有能量转化反应的新催化剂一样重要。”
“我们的工作突出了一种精确测量电催化活性的方法，这是传统瞬态技术以前无法做到的
" 在应用SCV技术之前，研究人员分析了LSV造成的误差
为了显示电流值的偏差，他们使用了一种称为“计时电流法”(CA)的稳态技术，这是迄今为止最精确的方法，可以在恒定电压下测量电流，并将其与从LSV获得的值进行比较
为了确定电解中使用的电催化剂的活性，他们测量了产氧和产氢半电池反应的电流读数
研究人员使用不锈钢电极、沉淀的氢氧化钴和铂箔作为氢氧化钾溶液中的催化剂，发现LSV和加州的电流密度读数差别很大，在较高的外加电压下差别越来越大
使用相同的设置，他们然后应用SCV技术，记录从稳态电流响应获得的不同固定电压下的电流密度
“为了验证SCV的适用性，我们记录了SS电极在各种规则增加的电压下的CA响应，持续130秒，在此期间SS接口能够达到稳定状态，”Anantharaj阐述道
从采样的电流读数来看，研究人员发现与稳态CA技术相比，差异可以忽略不计，这证明了SCV在不同电压下正确确定电催化剂行为的可靠性
此外，虽然SCV在寻找适合水电喷雾的电催化剂方面特别有用，但它可以用于精确筛选任何电化学反应的电催化剂
Anantharaj评论说:“通过解决长期存在的催化剂性能损失问题，当从实验室推广到实际过程中时，我们的工作可以加快全球范围内采用电解法大规模制氢的速度。”
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