锌-空气电池电解液Zn2+浓度对析氢过程的影响

• 作者: 王保国 范永生 马洪运
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 析氢过程 锌-空气电池 线性电势扫描 Tafel极化曲线 极限扩散电流密度
• 年，卷（期）: 2014,（7）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 2843-2848
• 页数: 6页
• 分类号: TM911.41
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2014.07.046

摘要

水溶液体系的二次金属-空气电池通常具有安全环保的特点，但是充电过程中仍然存在析氢副反应的安全隐患。使用线性电势扫描方法、Tafel 极化曲线及极限扩散电流密度参数定量分析了二次锌-空气电池体系电解液中Zn2+浓度对析氢反应过程的影响。结果表明，随着电解液中Zn2+浓度的提高，析氢过电势逐渐增大，Zn2+浓度在6 mol·L-1 KOH溶液中达到0.4 mol·L-1时，析氢过电势超过2.42 V，析氢过电势比空白溶液提高1.2 V，并且Tafel极化曲线的截距超过1.5 V，析氢电势达到超高过电势范围。此外，由Zn2+提供的极限扩散电流密度提高至8.9 A·cm-2，所对应的过电势提高700 mV。研究结果对于确立二次锌-空气电池极限充电范围提供定量依据，对电池安全平稳运行具有重要价值。