Cd|KOH|NiOOH

Zn|NH4CI|MnO2

Li|LiClO4|MnO2

Pb|H2SO4|PbO2

H2|KOH|O2

Эффекты газофазной нуклеации в кинетике реакции выделения водорода на переходных металлах

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0).

Дано теоретическое описание эффекта газофазной 3D-нуклеации в кинетике реакции катодного выделения водорода. Получен алгоритм выделения потока нуклеации из общего тока, найденного в потенциостатических измерениях. Построена система критических координат линеаризации хроноамперограмм для разных моделей нуклеации, показана их инвариантность к природе перемещающейся по поверхности электрода частицы: H или H2. Экспериментально, методом катодной хроноамперометрии, подтверждено наличие кинетических затруднений в течение стадии газофазной 3D-нуклеации в ходе реакции выделения водорода на Cu, Ag, Au, Ni, Pd и Pt из сернокислых водных растворов. Установлено, что образование зародыша газового пузырька лимитируется поверхностной диффузией молекулы (или ад-атома) водорода, а активация потенциальных центров нуклеации осуществляется мгновенно. Выявлено влияние перенапряжения, металла и среды на параметры нуклеации.

Литература

1. Фрумкин А. Н. Избранные труды: Перенапряжение водорода. М.: Наука, 1988.
2. Фрумкин А. Н. Избранные труды: Электродные процессы. М.: Наука, 1987.
3. Valand T. // Intern. J. Hydrogen Energy. 1997. Vol. 22. P. 669.
4. Dunn S. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2002. Vol. 27. P. 235.
5. Andersen N., Dandapani S., Berry M. // J. Electroanalyt. Chem. 1993. Vol. 357. P. 77.
6. Divisek J., Schmitz H., Steffen B. // Electrochim. Acta. 1994. Vol. 39. P. 1723.
7. Le Blanc M. // Z. Phys. Chem. 1891. Bd.8. S. 299.
8. Le Blanc M. // Z. Phys. Chem. 1893. Bd.12. S. 333.
9. Caspari W. A. // Z. Phys. Chem. 1899. Bd.30. S. 89.
10. Tafel J. // Z. Phys. Chem. 1905. Bd.50. S. 641.
11. Фрумкин А. Н. // Тр. II Всесоюз. конф. по коррозии металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1940. Т. 1. С. 5.
12. Исаев B. A. // Электрохимия. 1985. Т. 21. С. 960.
13. Исаев В.А // Электрохимия. 1994. Т. 30. С. 227.
14. Abyaneh M. Y. // Electrochim. Acta. 1991. Vol. 36. P. 727.
15. Гамбург Ю. Д. Электрохимическая кристаллизация металлов и сплавов. М.: Янус, 1997.
16. Данилов А. И., Полукаров Ю. М. // Успехи химии. 1987. Т. 56. C. 1082.
17. Блейкли Д. М. Поверхностная диффузия. М.: Металлургия, 1965.
18. Канн Р. У., Хаазен П. Т. Физическое металловедение: В 3 т. М.: Металлургия. 1987. Т. 2.
19. Щеблыкина Г. Е., Бобринская Е. В., Введенский А. В. // Защита металлов. 1998. Т. 34. С. 11.
20. Gossner K., Loeffler C. // Z. Phys. Chem. 1963. Bd.37. S. 115.
21. Kuhn A. T., Byrne M. // Electrochim. Acta. 1971. Vol. 16. P. 391.
22. Cachet C., Keddam M., Mariotte V., Wiart R. // Electrochim. Acta. 1994. Vol. 39. P. 2743.
23. Быстров В. И., Кришталик Л. И. // Электрохимия. 1967. Т. 3. С. 1345.
24. Enyo M. // J. Res. Just. Catakysis Hokk. Univ. 1982. Vol. 30. P. 11.
25. Eberhardt D., Santos E., Schmickler W. // J. Electroanal. Chem. 1999. Vol. 461. P. 76.