[發明專利]一種草酸鹽納米片陣列薄膜電極的制備方法

有效

• 申請號: 201811186738.6
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109267090B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 李綱;全學軍;胡學步;齊學強;白薇揚;向小倩
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: C25B11/04
• 分類號: C25B11/04;C25B11/06;C25B1/04;H01G11/30;H01G11/86;B82Y30/00
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 馮亮

本發明公開了一種草酸鹽納米片陣列薄膜電極的制備方法，所述草酸鹽納米片陣列薄膜電極包括導電基片和附著于所述導電基片表面的草酸鹽納米片陣列薄膜。本發明的草酸鹽納米片陣列薄膜電極以草酸鎳或草酸鈷為活性材料，同步完成活性材料的制備及活性材料與導電基體的結合，簡化傳統粉體電極材料的組裝步驟，制備工藝簡單便捷，得到的草酸鹽納米片陣列薄膜高度有序，具有垂直于導電基體表面取向生長的特點，形成的多孔通道和有序物理結構有利于電解液和電子擴散與遷移。本發明的草酸鹽納米片陣列薄膜電極電化學活性高，可直接作為超級電容器的電極材料或電解水用催化材料。

技術領域

本發明屬于無機納米材料技術領域，具體涉及一種草酸鹽納米片陣列薄膜電極的制備方法。

背景技術

能源短缺和環境污染是困擾人類社會可持續發展的難題。大力發展綠色、清潔的能源以及與之相關的能源存儲技術是破解這一難題的有效手段。

電能是清潔能源之一，對其的使用除利用導線輸送外，更多的方便使用依賴于便攜式可充放電電源。超級電容器是一種介于傳統靜電電容器和二次電池之間的新型綠色儲能器件，具有功率密度高、充放電速度快、循環使用壽命長和可逆性好等優點，除可用作電子裝置的備用電源外，特別適合在有高功率密度輸出需求場合下的使用，顯示出極其廣闊的應用前景。在超級電容器中，電極材料是核心，電極性能的優劣和成本的高低直接關系到超級電容器的性能和成本，影響到超級電容器的應用和產業化進程。因此，尋求廉價、高性能的電極材料一直是超級電容器領域科研工作者關注的重點。

氫能也是一種綠色、潔凈的新能源。水在地表廣泛分布，通過電解水來獲取氫能源是能源領域未來的重要發展方向。然而電解水制氫的瓶頸在于析氧過電位較高，使得能耗過高且效率較低。貴金屬催化劑能夠顯著提高電解水制氫的反應效率，然而貴金屬的高昂成本限制了其規模化應用的可能。

文獻報道，過渡金屬草酸鹽如草酸鎳、草酸鈷等作為超級電容器的正極材料或電解水的催化劑使用時均顯示出優異的性能。如Zhang等報道，草酸鈷在2MKOH電解液中，在6A/g的高電流密度下，可釋放出高達1269F/g的比電容量(Journal of Power Sources,2016,312:184-191)；草酸鎳在6MKOH電解液中，在1.24A/g的電流密度下，釋放出的比電容量為813.5F/g(Journal of Materials Chemistry A,2014,2:17307-17313)。Chen等報道，草酸鈷在2MKOH溶液中，在0.5A/g的電流密度下，可釋放出731.25F/g的比電容量(Journalof Materials Chemistry A,2015,3:1847-1852)。Ai等報道，草酸鈷在堿性介質中顯示出低的OER起始電位、大的陽極電流和長期穩定性，可與貴金屬催化劑RuO₂、Pt/C等相媲美(Journal of Materials Chemistry A,2015,3:9707-9713)。