Об использовании тождественных эквивалентных схем при изучении кинетики реакции выделения водорода

Авторы

  • Владимир Иванович Кичигин (Vladimir I. Kichigin) Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • Анатолий Борисович Шеин (Anatolii B. Shein) Пермский государственный национальный исследовательский университет

DOI:

https://doi.org/10.17072/2223-1838-2021-1-82-93

Ключевые слова:

тождественные эквивалентные схемы, реакция выделения водорода, механизм

Аннотация

Рассмотрены две тождественные эквивалентные схемы, которые могут использоваться для анализа импедансных данных при изучении кинетики и механизма выделения водорода. Показано, что использование любой из тождественных схем приводит к одним и тем же выводам о механизме реакции выделения водорода, однако отмечается, что возможны случаи, когда одна из тождественных схем является более предпочтительной.

Библиографические ссылки

Harrington D.A., Conway B.E. AC impedance of Faradaic reactions involving electrosorbed intermediates. I. Kinetic theory // Electrochimica Acta. 1987. V.32, № 12. Р.1703–1712.

Lasia A. Impedance spectroscopy applied to the study of electrocatalytic processes // Encyclopedia of Interfacial Chemistry: Surface Science and Electrochemistry, 2018. P. 241–263.

Новосельский И.М., Гудина Н.Н., Фетисов Ю.И. О тождественных эквивалентных схемах замещения импеданса // Электрохимия. 1972. Т.8, № 4. С.565-567.

Buteau S., Dahn D.C., Dahn J.R. Explicit conversion between different equivalent circuit models for electrochemical impedance analysis of lithium-ion cells // Journal of The Electrochemical Society. 2018. V. 165, № 2. P. A228–A234.

Lasia A. Mechanism and kinetics of the hydrogen evolution reaction // International Journal of Hydrogen Energy. 2019. V. 44, № 36. P. 19484–19518.

Lasia A. Electrochemical Impedance Spectroscopy and its Applications. Springer Science+Business Media, New York, 2014.

Lasia A., Rami A. Kinetics of hydrogen evolution on nickel electrodes // Journal of Electroanalytical Chemistry. 1990. V. 294. P. 123–141.

Jakšić J.M., Vojnović M.V., Krstajić N.V. Kinetic analysis of hydrogen evolution at Ni–Mo alloy electrodes // Electrochimica Acta. 2000. V. 45. P. 4151–4158.

Krstajić N., Popović M., Grgur B., Vojnović M., Šepa D. On the kinetics of the hydrogen evolution reaction on nickel in alkaline solution. Part I. The mechanism // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2001. V. 512. P. 16–26.

Rosalbino F., Borzone G., Angelini E., Raggio R. Hydrogen evolution reaction on Ni-/RE (RE = /rare earth) crystalline alloys // Electrochimica Acta. 2003. V. 48. P. 3939–3944.

Birry L., Lasia A. Studies of the hydrogen evolution reaction on Raney nickel–molybdenum electrodes // Journal of Applied Electrochemistry. 2004. V. 34. P. 735–749

Elezović N.R., Jović V.D., Krstajić N.V. Kinetics of the hydrogen evolution reaction on Fe–Mo film deposited on mild steel support in alkaline solution // Electrochimica Acta. 2005. V. 50. P. 5594–5601.

Creţu R., Kellenberger A., Vaszilcsin N. Enhancement of hydrogen evolution reaction on platinum cathode by proton carriers // International Journal of Hydrogen Energy. 2013. V. 38. P. 11685–11694.

Franceschini E.A., Lacconi G.I., Corti H.R. Kinetics of hydrogen evolution reaction on nickel modified by spontaneous Ru deposition: A rotating disk electrode and impedance spectroscopy approach // International Journal of Hydrogen Energy. 2016. V. 41, № 5. P. 3326–3338.

Батраков В.В., Иофа З.А. Измерение импеданса железного электрода с помощью переменного тока // Электрохимия. 1965. Т.1, № 2. С.123–129.

Шавкунов С.П., Шерстобитова И.Н., Кузнецов В.В. Реакция электрохимического выделения водорода на железе в растворах КОН. Импеданс Fe-электрода при различных значениях рН и температуры // Электрохимия. 1983. Т.19, № 5. С.706–709.

Кичигин В.И., Шерстобитова И.Н., Шеин А.Б. Импеданс электрохимических и коррозионных систем. Пермь, 2009.

Kichigin V.I., Shein A.B. Diagnostic criteria for hydrogen evolution mechanisms in electrochemical impedance spectroscopy // Electrochimica Acta. 2014. V. 138. P. 325–333.

Kichigin V.I., Shein A.B. Kinetics and mechanism of hydrogen evolution reaction on cobalt silicides in alkaline solutions // Electrochimica Acta. 2015. V. 164. P. 260–266.

References

Harrington, D.A. and Conway, B.E. (1987), “AC impedance of Faradaic reactions involving electrosorbed intermediates. I. Kinetic theory”, Electrochimica Acta, vol. 32, no 12. pp. 1703–1712.

Lasia, A. (2018), “Impedance spectroscopy applied to the study of electrocatalytic processes”, Encyclopedia of Interfacial Chemistry: Surface Science and Electrochemistry, pp. 241–263.

Novoselsky, I.M., Gudina, N.N., and Fetisov, Yu.I. (1972), “On equivalent circuits with identical impedance spectra”, Electrochemistry, vol. 8, no 4, pp. 565–567. (In Russ.)

Buteau, S., Dahn, D.C., and Dahn, J.R. (2018), “Explicit conversion between different equivalent circuit models for electrochemical impedance analysis of lithium-ion cells”, Journal of The Electrochemical Society, vol. 165, no 2, pp. A228–A234.

Lasia, A. (2019), “Mechanism and kinetics of the hydrogen evolution reaction”, International Journal of Hydrogen Energy, vol. 44, no 36, pp. 19484–19518.

Lasia, A. (2014), Electrochemical Impedance Spectroscopy and its Applications, New York, Springer Science + Business Media.

Lasia, A. and Rami, A. (1990), “Kinetics of hydrogen evolution on nickel electrodes”, Journal of Electroanalytical Chemistry, vol. 294, pp. 123–141.

Jakšić, J.M., Vojnović, M.V., and Krstajić, N.V. (2000), “Kinetic analysis of hydrogen evolution at Ni–Mo alloy electrodes”, Electrochimica Acta, vol. 45, pp. 4151–4158.

Krstajić, N., Popović, M., Grgur, B., Vojnović, M., and Šepa, D. (2001), “On the kinetics of the hydrogen evolution reaction on nickel in alkaline solution. Part I. The mechanism”, Journal of Electroanalytical Chemistry, vol. 512, pp. 16–26.

Rosalbino, F., Borzone, G., Angelini, E., and Raggio, R. (2003), “Hydrogen evolution reaction on Ni-/RE (RE = /rare earth) crystalline alloys”, Electrochimica Acta, vol. 48, pp. 3939–3944.

Birry, L. and Lasia, A. (2004), “Studies of the hydrogen evolution reaction on Raney nickel–molybdenum electrodes”, Journal of Applied Electrochemistry, vol. 34, pp. 735–749,

Elezović, N.R., Jović, V.D., and Krstajić, N.V. (2005), “Kinetics of the hydrogen evolution reaction on Fe–Mo film deposited on mild steel support in alkaline solution”, Electrochimica Acta, vol. 50, pp. 5594–5601.

Creţu, R., Kellenberger, A., and Vaszilcsin, N. (2013), “Enhancement of hydrogen evolution reaction on platinum cathode by proton carriers”, International Journal of Hydrogen Energy, vol. 38, pp. 11685–11694.

Franceschini, E.A., Lacconi, G.I., and Corti, H.R. (2016), “Kinetics of hydrogen evolution reaction on nickel modified by spontaneous Ru deposition: A rotating disk electrode and impedance spectroscopy approach”, International Journal of Hydrogen Energy, vol. 41, no 5, pp. 3326–3338.

Batrakov, V.V. and Iofa, Z.A. (1965), “Measurement of the impedance of an iron electrode using alternating current”, Electrochemistry, vol. 1, no 2, pp. 123–129. (In Russ.)

Shavkunov, S.P., Sherstobitova, I.N., and Kuznetsov, V.V. (1983), “The reaction of electrochemical hydrogen evolution on iron in KOH solutions. Impedance of a Fe electrode at different values of pH and temperature”, Electrochemistry, vol.19, no 5, pp. 706–709. (In Russ.)

Kichigin, V.I., Sherstobitova, I.N., and Shein, A.B. (2009), Impedans elektrokhimicheskikh i korrozionnykh sistem [Impedance of electrochemical and corrosion systems], Perm State University, Perm. (In Russ.)

Kichigin, V.I. and Shein, A.B. (2014), “Diagnostic criteria for hydrogen evolution mechanisms in electrochemical impedance spectroscopy”, Electrochimica Acta, vol. 138, pp. 325–333.

Kichigin, V.I. and Shein, A.B. (2015), “Kinetics and mechanism of hydrogen evolution reaction on cobalt silicides in alkaline solutions”, Electrochimica Acta, vol. 164, pp. 260–266.

Загрузки

Опубликован

2021-04-08

Как цитировать

Кичигин (Vladimir I. Kichigin) В. И., & Шеин (Anatolii B. Shein) А. Б. (2021). Об использовании тождественных эквивалентных схем при изучении кинетики реакции выделения водорода. Вестник Пермского университета. Серия «Химия», 11(1). https://doi.org/10.17072/2223-1838-2021-1-82-93

Выпуск

Раздел

Физическая химия и электрохимия

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)