[發(fā)明專利]一種具有表面納微米結(jié)構(gòu)的電極材料、其制備方法和包含該材料的水合肼燃料電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510048250.7
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN104617307B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫曉明;陸之毅;孫銘;常錚
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/86
• 分類號(hào): H01M4/86;H01M4/88;H01M8/083
• 代理公司: 北京權(quán)泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11460
• 代理人: 任永利

1.一種具有表面納微米結(jié)構(gòu)的電極材料，其特征在于，包括：

導(dǎo)電基底；和

在所述導(dǎo)電基底上垂直于該基底生長的銅納微米片陣列或銅鎳合金納微米片陣列；所述銅納微米片或所述銅鎳合金納微米片與所述導(dǎo)電基底接觸面的長度為0.5-5μm、寬度為0.1-1μm，所述銅納微米片或所述銅鎳合金納微米片的高度為10-100nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極材料，其特征在于，所述導(dǎo)電基底為致密導(dǎo)電基底或多孔導(dǎo)電基底，材質(zhì)為金屬或碳。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極材料，其特征在于，所述致密導(dǎo)電基底包括致密銅基底、致密鎳基底或致密鈦基底；所述多孔導(dǎo)電基底包括泡沫銅基底、泡沫鎳基底或多孔碳纖維氈基底。

4.一種如權(quán)利要求1所述的具有表面納微米結(jié)構(gòu)的電極材料的制備方法，其包括以下步驟：

a.配制電鍍液，制備銅納微米片陣列時(shí)電鍍液中含有硫酸銅、硫酸鎳、次磷酸鈉、檸檬酸三鈉、硼酸和聚乙二醇，將所述電鍍液的pH調(diào)節(jié)至7-10；所述硫酸銅的濃度為0.01-0.1mol/L，所述硫酸鎳的濃度為0.001-0.005mol/L，所述次磷酸鈉的濃度為0.1-0.5mol/L，所述檸檬酸三鈉的濃度為0.02-0.1mol/L，所述硼酸的濃度為0.1-0.5mol/L，所述聚乙二醇分子量為2000-10000、濃度為0.6-30ppm；

制備銅鎳合金納微米片陣列時(shí)電鍍液中含有硫酸鎳、硫酸銅和硼酸；所述硫酸鎳的濃度為0.1-0.6mol/L，硫酸銅的濃度為0.005-0.02mol/L，硼酸的濃度0.1-0.5mol/L；

b.將導(dǎo)電基底作為工作電極、惰性電極作為對電極插入在步驟a配制的電鍍液中進(jìn)行電沉積；取出電沉積后的導(dǎo)電基底，洗滌并干燥，得到所述具有表面納微米結(jié)構(gòu)的電極材料；制備銅納微米片所述電沉積條件為：溫度為50-75℃、沉積時(shí)間為5-60min、以甘汞電極為參比電極時(shí)沉積電位為負(fù)0.95伏特-負(fù)1.1伏特；制備銅鎳合金納微米片陣列的所述電沉積條件為：溫度為15-30℃、沉積時(shí)間為100-600秒、以甘汞電極為參比電極時(shí)沉積電位為負(fù)1伏特-負(fù)1.8伏特。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電基底為致密導(dǎo)電基底或多孔導(dǎo)電基底，其中所述致密導(dǎo)電基底包括致密銅基底、致密鎳基底或致密鈦基底；所述多孔導(dǎo)電基底包括泡沫銅基底、泡沫鎳基底或多孔碳纖維氈基底。

6.一種水合肼燃料電池，其負(fù)極材料包含權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的具有表面納微米結(jié)構(gòu)的電極材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水合肼燃料電池，其特征在于，還包括質(zhì)子交換膜和作為負(fù)極電解液的含有水合肼的堿金屬氫氧化物水溶液。