具有气泡导流功能的高效电解水制氢电极研究的实验教学设计

摘要

电解水制氢被视为是实现“双碳”目标的关键技术之一，但仍然存在气体粘附电极表面导致电极活性降低的问题。如何快速驱离电极表面气泡，释放有效活性面积，是提升电解水产氢效率的关键。本实验教学设计针对综合电化学、界面化学、热力学和动力学等专业知识，结合界面化学前沿研究领域和传统电化学理论，通过设计构筑具有各向异性微结构的超浸润镍电极表面，降低气泡在电极表面粘附力的同时，研究引导气泡在电极表面各向异性传输的电化学规律及机理，实现气泡的快速脱离，以实现高效产氢。本实验教学设计注重学科交叉融合，科教融通引导学生逐步思考、认知、分析、分解和解决复杂问题，激发学生的学习和科学研究兴趣，提升学生的创新思维和创新能力。

关键词

实验教学 / 气泡导流 / 电解水 / 界面化学

基金资助

2025年基础学科拔尖学生培养计划2.0课题(20252004); 北京市高等教育学会2024年立项面上项目(课题编号MS2024088); 2023年北京高等教育“本科教学改革创新项目”; 北京航空航天大学教学改革重点项目; 国家自然科学基金(22272005,22475011); 第十八届大学生创新创业训练计划项目(国家级，202410006355)