Формирование тонких каталитических слоев WSe_x на графитовом электроде для активирования выделения водорода из кислотного раствора

摘要

Исследована возможность получения новых относительно дешевых электродных материалов, обеспечивающих повышенную эффективность выделения водорода при катодной поляризации в водном растворе кислоты. Для этого поверхностные свойства катодов, изготовленных из микрокристаллического графита, модифицировали путем импульсного лазерного осаждения (ИЛО) тонких пленок WSe_x. Структурное состояние, морфологию и химический состав тонкопленочных покрытий варьировали за счет изменения режимов осаждения и последующей термической обработки. Сплошные, плотные по структуре пленки в аморфном и кристаллическом состоянии не оказывали заметного положительного влияния на характер катодного процесса, который исследовали в 0,5 М растворе Н_2SO_4 при комнатной температуре. Нанесение тонких слоев, состоящих -из нанокристаллических "лепестков" WSe_2, вызывало увеличение катодного тока более чем в 6 раз (при напряжении -150 мВ), а наклон тафелевской зависимости напряжения от тока уменьшался на -80 мВ. Определены условия формирования, позволяющие получать на поверхности графитового катода высокую плотность новых каталитически активных центров, которые могли возникать на контактирующих с раствором краях молекулярных плоскостей, формирующих характерную слоистую структуру нанокристаллов WSe_2.