一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂及其制备方法与流程

本发明涉及一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂及其制备方法，属于电镀和水电解制氢。

背景技术：

1、碱性水电解槽作为绿氢制备的核心设备，其电极是至关重要的组成部分。电极的性能对于降低制氢能耗具有重要意义，因为在碱性水电解槽的全生命周期中，电耗占比约为80％。因此，开发高活性的电催化剂对于降低制氢成本至关重要。通过降低制氢成本，我们可以促进氢能的发展和普及，从而实现减少碳排放的目标。

2、为了提高电催化剂的活性并降低制氢成本，本发明优化了电催化剂的成分，并采用了合适的制备方式。通过这些优化措施，制得的电极具有极高的析氢性能，并且具有较低的过电位。这意味着在电解过程中，电极能够更高效地催化水分子的分解反应，从而降低了能耗。高活性的电极不仅可以提高制氢效率，还可以延长电极的使用寿命，减少维护成本。

3、此外，本发明还注重电催化剂的制备方式。选择合适的制备方式可以提高电催化剂的均匀性和稳定性，从而进一步提高电极的性能。通过精确控制电催化剂的成分和制备过程中的工艺参数，我们能够获得具有优异性能的电极。

4、本发明通过优化电催化剂的成分和制备方式，成功制备出具有极高析氢性能的电极。这不仅有助于降低制氢成本，还可以推动氢能的发展和普及，实现减少碳排放的目标。这一技术的应用前景广阔，有望在绿氢制备领域发挥重要作用，并为实现可持续发展做出贡献。

技术实现思路

1、本发明提供了一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂及其制备方法。

2、本发明的技术方案如下：一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，制备方法包括如下步骤：

3、1)配制电镀液，装配待电镀基体材料；

4、2)将待电镀基体材料和电镀液装入电镀槽中，并放入阳极连接直流电源进行电镀和后处理，得到碱性水电解用高活性镍基电催化剂。

5、上述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，所述的电镀液包括镍盐与铁盐、钴盐、锰盐、锆盐、铜盐、钛盐、铈盐、钨酸盐、钼酸盐中的两种及以上水溶液的组合。

6、上述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，电镀液还包括硼酸及其他电镀助剂。

7、上述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，电镀液中，盐浓度是0.01mol/l-饱和状态，ph值为0.5-4.5，温度为20-90℃。

8、上述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，电镀液中，盐浓度1mol/l，ph值为2，温度为40℃。

9、上述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，所述的基体材料是镍网、钛网、泡沫镍、泡沫钛、镍片、钛片、碳布、碳纸或碳毡平面导电材料中的一种。

10、上述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，所述的阳极是碳板、银板、铂板、金板、银网、铂网或金网中的一种。

11、上述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，所述电镀是大电流密度为50ma/cm2-1a/cm2，电沉积5-10min，小电流密度为10ma/cm2-500ma/cm2，电沉积1.5h-2h。

12、上述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，大电流密度为100ma/cm2，沉积时间为10min；小电流密度为30ma/cm2，沉积时间为2h。

13、上述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，所述的后处理是在1mol/l的氢氧化钠溶液中，大电流密度200ma/cm2进行后处理。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

15、(1)本发明制备的碱性水电解电极具有极高的催化活性，过电位较低，并且镀层均匀平整，基体结合力较强，在较高电流密度下也不发生脱落。

16、(2)本发明的制备方法简单易行，不需要复杂的工艺流程或高端设备，因此容易实现工业化生产。这将大大提高生产效率，并降低生产成本，从而增加企业的竞争力和盈利能力。

17、(3)本发明所采用的原料具有廉价易得的特点。企业在生产过程中不需要投入大量资金来购买昂贵的原材料，从而进一步降低了生产成本。这将为企业创造更多的利润空间，并提高其在市场上的竞争力。

技术特征：

1.一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，其特征在于，所述的电镀液包括镍盐与铁盐、钴盐、锰盐、锆盐、铜盐、钛盐、铈盐、钨酸盐、钼酸盐中的两种及以上水溶液的组合。

3.根据权利要求2所述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，其特征在于，电镀液还包括硼酸及其他电镀助剂。

4.根据权利要求2所述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，其特征在于，电镀液中，盐浓度是0.01mol/l-饱和状态，ph值为0.5-4.5，温度为20-90℃。

5.根据权利要求4所述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，其特征在于，电镀液中，盐浓度1mol/l，ph值为2，温度为40℃。

6.根据权利要求1所述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，其特征在于，所述的基体材料是镍网、钛网、泡沫镍、泡沫钛、镍片、钛片、碳布、碳纸或碳毡平面导电材料中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，其特征在于，所述的阳极是碳板、银板、铂板、金板、银网、铂网或金网中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，其特征在于，所述电镀是大电流密度为50ma/cm2-1a/cm2，电沉积5-10min，小电流密度为10ma/cm2-500ma/cm2，电沉积1.5h-2h。

9.根据权利要求8所述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，其特征在于，大电流密度为100ma/cm2，沉积时间为10min；小电流密度为30ma/cm2，沉积时间为2h。

10.根据权利要求1所述的一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂，其特征在于，所述的后处理是在1mol/l的氢氧化钠溶液中，大电流密度100-200ma/cm2进行后处理。

技术总结
本发明涉及属于电镀和水电解制氢技术领域。一种碱性水电解用高活性镍基电催化剂及其制备方法。制备方法如下：配制电镀液，装配待电镀基体材料；将待电镀基体材料和电镀液装入电镀槽中，并放入阳极连接直流电源进行电镀和后处理，得到碱性水电解用高活性镍基电催化剂。所述的电镀液包括镍盐与铁盐、钴盐、锰盐、锆盐、铜盐、钛盐、铈盐、钨酸盐、钼酸盐中的两种及以上水溶液的组合。本发明制备的碱性水电解用高活性镍基电催化剂具有极高的催化活性，过电位较低，并且镀层均匀平整，与基体结合力较强，在较高电流密度下也不发生脱落。

技术研发人员：王亚杰,杨森,王晓林,李明峰,宋振华
受保护的技术使用者：辽宁科隆精细化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17