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yuexinsuper

银虫 (小有名气)

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[求助] 关于一篇非金属全水解令人费解的电势问题的讨论 EES., 2016, 9, 1210 已有2人参与

想跟大家交流一下，本人是做电化学全水解的，这两年很热门的一个领域，大家都知道，本领域内，metal free是很热门的，之前看到了很牛的一篇文章，发表在了EES上面，Energy Environ. Sci., 2016, 9, 1210--1214，Unprecedented metal-free 3D porous
carbonaceous electrodes for full water splitting。可是对于里面的一张图，我陷入了深深的思考。图三，请见附件。
作者声称，在HER，OER和water splitting全部在1 M KOH 以及2 mV/s的条件下，并没有改变电极载量的情况下，OER@10 mA cm-2的过电位410 mV，HER@10 mA cm-2的过电位是446 mV，however，全水解达到 10mA cm-2的电位是1.67 V，也就是440 mV。还能还清楚的通过图看到，HER起峰在- 0.2 V vs . RHE, OER则是1.5 V vs. RHE，而全水解在1.5 V就起峰了。这真的令人费解。我们都知道全水解的电压是要分配到阴极阳极两边的，
那么为什么这篇文章能够做到全水解好于两边的分反应呢？我实在是想不明白？有没有哪位大神能给予我解答。谢谢了。

c5ee02996a-f3_hi-res.gif@Gamry-电化学@a88592718@langzhizhou@louderbe@VIMPILE

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催化版上2008-04-25前沸石分子筛，ZSM-系、SAPO-系共466个话题集锦已经有110人回复

1楼 2016-11-24 21:31:46

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yzk1990

铁虫 (初入文坛)

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【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
yuexinsuper(小毛球代发): 金币+5, 谢谢参与 2018-10-11 10:31:16

三电极测试中工作电极读取的电势为工作电极与参比电极的电势差，电流为回路电流。这点相信楼主明白。作为产氢的对电极，为了防止贵金属沉积等问题（有文献可查）通常采用碳棒来进行测试。而碳棒本身并不具备优秀的OER性能，换句话说，在作为对电极使用时，很难在对电极表面产生足够大的电流（宏观表现为体系内阻增大，可以通过更换对电极进行EIS测试来验证）。
而作为OER反应时则要好很多，对电极选用Pt电极具有较好的HER性能不会影响实际测试。
最后，进行全解水时，通常是两电极测试，电势差来源不同，一般负载的基底为碳布/泡沫镍等立体结构的集流体，几何投影面积不变，但是实际电极表面积更大，导电性更好。
所以通常全解水测试所得到的过电位会小于HER/OER过电位之和。如果在单独测试中均使用最优化测试结构，最终的结果差别不会太大，不过依然会有差异（OER/HER均使用贵金属，亲测）。

P.S. 通常，贵金属测试结果接近于相加，但是其他的则在全解水的时候会好点，具体原因不便于一篇帖子里面详述，可以通过设计实验找到规律。