An Investigation of HOR Activity in Alkaline Solution on Nickel Electrode

Å finne nye og bærekraftige energikilder er av stor betydning ettersom befolkning, teknologisk utvikling og forbruk øker. Brenselcelle (FC)-teknologi har blitt grundig undersøkt de siste tiårene, og regnes som en av fremtidens mest lovende fornybare og bærekraftige energikilder. Målet med dette studiet var å undersøke egenskaper og kinetikk hos hydrogenoksidasjonsreaksjonen (HOR) i den alkaliske brenselcellen ved bruk av polykrystallinske platinum- og bulknikkel elektroder. Syklisk voltammetri (CV) og elektrokjemisk impedansspektroskopi (EIS) ble utført for å undersøke egenskaper som pH-avhengighet, hydrogenevolusjon og ladningsoverføringsresistens (Rct). EIS-målinger viste en nedgang i R c t med økende polarisasjon under 0 V, og en økning i Rct med økende polarisasjon over 0 V. Effekten av rotasjon ble undersøkt, men ga motstridende resultater. Den totale Rc t var mye lavere for Pt sammenlignet med Ni, som var som forventet fra katalytiske egenskaper. Videre evaluering og undersøkelse av dataene må gjennomføres. Forslag legges i videre arbeid. Ved utførelse av CV på Pt-elektroden ble det funnet bevis på hydrogenutvikling ved 0 V, da toppen ved dette potensialet ble undertrykt ved rotasjon av elektroden. Gjennom studier utført på Ni-elektroden ble det funnet ut at HOR-aktivitet var best fremmet i H2(g) mettet 0.1M KOH ved lave skannehastigheter. Det ble også funnet at hydrogenevolusjonen øker ettersom startpotensialet til CV-skanningen ble satt til mer negative potensialer. Rotasjon av elektroden viste signifikant effekt i 0.1M KOH, men hadde ingen effekt i 1M KOH. Teorien bak hydrogenbindende energi (HBE) ble brukt til å forklare rotasjonseffekten og pHavhengigheten, men denne teorien er ennå ikke bevist, og ytterligere arbeid må utføres. Kinetikken til HOR ble undersøkt ved en simulering av CV-kurver i MATLAB basert på en kinetisk HOR-modell, begge laget av professor Svein Sunde. Verdifull informasjon som hastighetskonstanter, reaksjonshastigheter og dekningsgrad kan hentes fra simuleringen, noe som gir en mye bedre forståelse av HOR kinetikken. Imidlertid viste det seg å være vanskelig å oppnå en perfekt passform til de eksperimentelle dataene. Videre forbedring av simuleringen er nødvendig før ønskede dataene kan bli samlet. Et forslag til hvordan man løser dette er gitt i videre arbeid