Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2023 номер 3

Методами поляризационных и импедансных измерений изучены кинетика и механизм реакции выделения водорода на FeSi₂-электроде в растворах 0.25-1.0 М NaOH. Катодные поляризационные кривые дисилицида железа (FeSi₂) в исследованных растворах характеризуются тафелевским участком с постоянными a и b, равными (-0.78)-(-0.72) и (-0.133)-(-0.128) В соответственно. Спектры импеданса FeSi₂ при потенциалах тафелевской области представляют емкостную полуокружность со смещенным центром, которой на графике зависимости фазового угла от логарифма частоты переменного тока соответствует несимметричный максимум; величина импеданса электрода во всех растворах изменяется в соответствии с ходом поляризационных кривых. Для описания реакции выделения водорода на дисилициде железа использована эквивалентная электрическая схема, фарадеевский импеданс которой состоит из последовательно соединенных сопротивления переноса заряда и параллельной цепочки, отвечающей за адсорбцию атомарного водорода на поверхности и его диффузию в глубь материала электрода; схема также включает сопротивление электролита и импеданс емкости двойного электрического слоя, который моделируется элементом постоянной фазы. Показано, что результаты поляризационных и импедансных измерений для FeSi₂-электрода удовлетворительно согласуются с механизмом "разряд - электрохимическая десорбция", в котором обе стадии необратимы и имеют неравные коэффициенты переноса; для адсорбированного атомарного водорода выполняется изотерма адсорбции Ленгмюра; одновременно с реакцией выделения водорода протекает реакция абсорбции водорода материалом электрода с диффузионным контролем. Обнаружено, что дисилицид железа в щелочном электролите характеризуется невысоким перенапряжением выделения водорода и представляет перспективный электродный материал для электролитического получения водорода.