一种含有过渡层的碱性电解水制氢用阴电极的制作方法

文档序号:39537232发布日期:2024-09-30 12:59阅读:155来源:国知局
技术特征:

1.一种含有过渡层的碱性电解水制氢用阴电极,其特征在于:所述阴电极是由多孔炭/炭复合材料基体、过渡层以及水电解催化剂层组成的,过渡层位于多孔炭/炭复合材料基体与水电解催化剂层之间;

2.根据权利要求1所述的一种含有过渡层的碱性电解水制氢用阴电极,其特征在于:过渡层的厚度为0.1~200μm。

3.根据权利要求1所述的一种含有过渡层的碱性电解水制氢用阴电极,其特征在于:过渡金属的单质为镍或钴,过渡金属的合金为镍铁合金,镍铁合金中镍与铁的摩尔比为10:1~15:1。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种含有过渡层的碱性电解水制氢用阴电极,其特征在于:过渡层的成分为过渡金属的单质时,水电解催化剂层的成分为过渡金属的合金、过渡金属的氧化物或过渡金属的碳化物;过渡层的成分为过渡金属的合金时,水电解催化剂层的成分为过渡金属的碳化物。

5.根据权利要求4所述的一种含有过渡层的碱性电解水制氢用阴电极,其特征在于:水电解催化剂层中,过渡金属的合金为铜钒锌镍合金,铜钒锌镍合金中铜、钒、锌、镍元素的摩尔比为1:1:1:(1.5~3);过渡金属的氧化物为镍锌铁氧化物,镍锌铁氧化物中镍、锌、铁元素的摩尔比为(4~5):1:1;过渡金属的碳化物为碳化钨或碳化钼。

6.根据权利要求4所述的一种含有过渡层的碱性电解水制氢用阴电极,其特征在于:水电解催化剂层的厚度为0.03~5μm,水电解催化剂层中水电解催化剂的颗粒尺寸为0.005~2μm。

7.根据权利要求1所述的一种含有过渡层的碱性电解水制氢用阴电极,其特征在于:多孔炭/炭复合材料基体的石墨化度为85~99%,比表面积为0.7~3m2/g,接触角为100~160o,抗压强度不小于1.6mpa。

8.根据权利要求7所述的一种含有过渡层的碱性电解水制氢用阴电极,其特征在于:多孔炭/炭复合材料基体进行粗化预处理后再进行过渡层的制备,经过粗化预处理增大多孔炭/炭复合材料基体的比表面积以及减少多孔炭/炭复合材料基体的接触角,改善过渡层与多孔炭/炭复合材料基体的结合效果;

9.根据权利要求7所述的一种含有过渡层的碱性电解水制氢用阴电极,其特征在于:多孔炭/炭复合材料基体是由多孔骨架碳以及覆盖在多孔骨架碳表面上的第二相碳经过石墨化形成的;

10.根据权利要求9所述的一种含有过渡层的碱性电解水制氢用阴电极,其特征在于:多孔骨架碳是由碳纤维编织物、生物质炭或泡沫碳作为前驱体制备而成的;

11.根据权利要求1~3、7~10中任一项所述的一种含有过渡层的碱性电解水制氢用阴电极,其特征在于:所述阴电极的比表面积为0.8~4.2m2/g,密度为0.32~1.85g/cm3。


技术总结
本发明涉及一种含有过渡层的碱性电解水制氢用阴电极,属于碱性电解水制氢技术领域。所述阴电极是由多孔炭/炭复合材料基体、过渡层以及水电解催化剂层组成的,过渡层位于多孔炭/炭复合材料基体与水电解催化剂层之间,过渡层的成分为过渡金属的单质或过渡金属的合金,过渡层的存在不仅能提高多孔炭/炭复合材料基体的导电性,还能与水电解催化剂协同作用改善析氢催化性能。本发明所述阴电极具有比表面积高、密度低、耐强碱腐蚀、析氢催化活性好等特点,还可以长时间稳定运行,在碱性电解水制氢方面具有良好的应用前景。

技术研发人员:代丽娜,程皓,井蕊璇,谷立民,胡沛玮,张永辉,王宇浩,巨佳康
受保护的技术使用者:西安超码科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/9/29
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