Angewandte:通过微分电化学质谱在碱性介质中对电化学碳腐蚀的研究

雨辰

2019-11-11

碳材料广泛应用于电极、催化剂或催化剂载体等电化学领域。然而，众所周知，高阳极电位下的碳腐蚀导致性能很不稳定，尤其是在酸性电解质中，它会损害电极的稳定性和长期循环性。随着电解液pH值的变化而变化的反应动力学也要求对碱性环境下的碳腐蚀进行深入的研究。然而CO₂向CO₃^2-的中间体转化阻碍了利用微分电化学质谱(DEMS)在碱性介质中对碳腐蚀的直接研究。近日，德国波鸿鲁尔大学的Wolfgang Schuhmann等设计了一个调整的DEMS系统，可以在碱性电解质中检测二氧化碳，并且通过在DEMS膜前释放最初溶解的CO₃^2-作为CO₂，可以对电解液进行原位酸化，并随后进行质谱检测。在高阳极电位下对碳负载的硼化镍(Ni x B/C)催化剂和纯Vulcan XC72催化剂进行DEMS测试表明，高活性的析氧电催化剂的存在可以保护碳。最重要的是，在碱性溶液中碳的腐蚀大大降低，这可能为碳材料在燃料电池中的应用提供新的方向。

Sandra Möller, Stefan Barwe, Justus Masa, Daniela Wintrich, Sabine Seisel, Helmut Baltruschat, Wolfgang Schuhmann. Online monitoring of electrochemical carbon corrosion in alkaline electrolytes by differential electrochemical mass spectrometry. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI: 10.1002/anie.201909475

https://doi.org/10.1002/anie.201909475