弗勞恩霍夫太陽能系統研究所ISE Leonie Jakob等報道通過極化曲線電化學方法研究Cu在硝酸鹽電解液內的電化學溶解過程,并且通過改變電解液流速、電解液的電阻、陽極結構、反應溫度等方式測試不同條件下的Cu溶解。
本文要點
(1)
這項研究了在限制電流之后,高電壓條件電流的重新提高的現象。研究提出了機理從水合轉變為“溶劑-硝酸化”,這種變化導致電化學雙層結構內需要更多電位衰減。
(2)
通過研究硝酸鹽電解液中的Cu電化學極化曲線,發現一些不常見的特點。首先在電壓較低的區間,電流線性增加,這個過程主要與電解液電阻有關。在中等電壓區間內發現比較寬的電流平臺,這個電流平臺是因為水分子向陽極表面擴散受到局限導致,這與溶解金屬發生絡合有關,并且導致產生比較大的擴散過電勢;在比較高的電壓區間,克服了傳質的限制,因此大部分額外的電勢降低消失。
這種電化學行為同樣存在于Ag金屬電極,但是Fe電極不存在這個現象。作者推測形成致密穩定的表面薄膜是發生這種機理改變的前體。Fe金屬具有非常好的產氧,因此影響表面薄膜的形成。
參考文獻
Leonie Jakob, Jonas Bartsch, Ingo Krossing, Reaction Mechanisms of High‐Rate Copper Electrochemical Machining in Nitrate Electrolytes, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202412876
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202412876