
【化】 gas diffusion electrode; gaseous diffusion electrode
【机】 gaseous diffusion
electrode; pole
【化】 electrode; pole
【医】 electrode; rheophore
气体扩散电极(Gas Diffusion Electrode, GDE)是一种用于电化学反应装置中的关键组件,其核心功能是通过可控的气体扩散与液相电解质的接触,实现气-液-固三相界面的高效催化反应。该结构由多孔导电材料构成,通常包含以下三个功能层:
气体扩散层
由疏水处理的碳纸或碳布制成,允许反应气体(如氧气、氢气)均匀渗透,同时防止电解质泄漏。其孔径设计需平衡气体传输速率与液态水管理能力。
催化层
负载纳米级催化剂(如铂、镍或非贵金属化合物),通过降低反应活化能促进电化学反应(如氧还原反应ORR、析氢反应HER)。催化层的多孔结构可增大活性表面积。
集流体
通常为金属网或导电碳基材料,负责传递电子并维持电极机械强度。
应用领域包括燃料电池、金属-空气电池、电解水制氢装置及二氧化碳电化学还原系统。其性能指标主要依赖气体扩散效率、催化剂稳定性及三相界面调控技术。
来源参考:
气体扩散电极(Gas Diffusion Electrode, GDE)是一种特殊设计的多孔膜电极,通过构建气-液-固三相界面实现高效的气体电化学反应。以下是其核心要点:
以CO氧化为例,总反应为: $$ 2text{CO} + text{O}_2 rightarrow 2text{CO}_2 $$ 反应通过三相界面上的催化剂实现,气体扩散电极的高比表面积和微孔结构提升了反应效率。
如需进一步了解具体电池类型或制造工艺,可参考来源网页中的完整技术细节。
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