Дослідження виділення водню під час електролізу води

Навчальний заклад: комунальний заклад «Харківський ліцей № 36 Харківської міської ради»

Автор: Батицький Дмитро Сергійович

Відділення: Інженерія та матеріалознавство

Секція: Енергетика та електротехніка

Область: Харківська

Опис:

У роботі проведено аналіз сучасного стану та перспектив розвитку технологій електролізу води у контексті водневої енергетики, а також експериментально досліджено електрокаталітичні властивості сплавів CoMo та CoMoW у реакції катодного виділення водню. Показано, що електроліз води за умови використання відновлюваних джерел енергії є одним із ключових методів отримання «зеленого» водню без викидів парникових газів. Проаналізовано особливості різних типів електролізерів — лужних, PEM, твердоксидних та з аніонообмінними мембранами — і визначено їх переваги та обмеження. Експериментально встановлено, що електроди зі сплавів CoMo та CoMoW проявляють помітну електрокаталітичну активність у лужному середовищі. Поляризаційні залежності мають лінійні ділянки у координатах Тафеля, що підтверджує кінетичний контроль процесу. Для CoMo визначено тафелевський коефіцієнт b≈0,43 В і густину струму обміну j₀≈10⁻³⋅⁴ А/см², що свідчить про лімітуючу стадію розряду молекул води. Сплав CoMoW характеризується дещо меншим значенням коефіцієнта Тафеля та покращеною кінетикою реакції завдяки легуванню вольфрамом. Отримані результати підтверджують перспективність використання сплавів CoMo та CoMoW як доступних і стабільних катодних матеріалів для лужних електролізерів, причому сплав CoMoW демонструє кращі кінетичні характеристики реакції виділення водню.