Перенапряжение выделения водорода в щелочном растворе на модифицированном электроде из нержавеющей стали

Abstract

Установлены закономерности и определены кинетические параметры выделения водорода из 30 %-го раствора КОН на неактивированных и активированных матрицах катодов из нержавеющей стали Х18Н10Т в зависимости от температуры. Найдено, что на активированных электродах перенапряжение выделения водорода в зависимости от температуры снижается в 2—2.5 раза. Показано, что угловой коэффициент и коэффициент переноса заряда в зависимости ηH₂—lgik на активированном электроде близки к теоретическим значениям. Предложен механизм разряда индуцированных протонов молекул воды поверхности электрода, включающий образование моногидридов компонентов сплава. Рассчитаны энергии активации выделения водорода. Обнаружено, что скорость выделения водорода как на неактивированном, так и на активированных электродах лимитируется кинетическими ограничениями. Получены величины предельного перенапряжения и предельного тока выделения водорода в безактивационной области.

Встановлено закономірності виділення водню з 30 %-го розчину КОН на неактивованих і активованих матрицях катодів з нержавіючої сталі Х18Н10Т у залежності від температури. Знайдено, що на активованих електродах перенапруга виділення водню в залежності від температури зменшується в 2 —2.5 рази. Визначено кінетичні параметри виділення водню на неактивованих і активованих електродах. Показано, що кутовий коефіцієнт і коефіцієнт переносу заряду в залежності ηH₂—lgik на активованому електроді близькі до теоретичних значень. Запропоновано механізм розряду індикованих протонів молекул води на поверхні електрода, який включає також створення моногідридів компонентів сплаву. Розраховано енергії активації виділення водню. Виявлено, що швидкість виділення водню як на неактивованих, так і на активованих електродах лімітується кінетичними обмеженнями. Отримано величини граничної перенапруги і граничного струму виділення водню в безактиваційній області.

The laws governing hydrogen evolution from a 30% KOH solution at unactivated and activated matrices of Kh18N10T stainless steel cathodes depending on temperature have been established. It has been found that hydrogen evolution overpotential at activated electrodes decreases by a factor of 2—2.5 depending on temperature. The kinetic parameters of hydrogen evolution at unactivated and activated electrodes have been determined. It has been shown that the angular coefficient and charge– transfer coefficient in the relation ηH₂ —lgik at activated electrode are close to the theoretical values. A discharge mechanism of induced protons of electrode surface water molecules, which involves formation of monohydrides of alloy constituents, is proposed. The activation energies of hydrogen evolution have been determined. It has been shown that the hydrogen evolution rate both at unactivated and at activated electrode is controlled by kinetic restrictions. The values of limiting overpotential and limiting hydrogen evolution current in the activation–free region have been determined.