[發(fā)明專利]一種堿性鎳基電池的再生電極在電催化析氫反應(yīng)中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911284387.7
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN112981430B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏寶玉;陳圣華;陳錦曦;郭興蓬
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B11/075;H01M10/54
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 彭翠;李智

1.一種堿性鎳基電池的再生電極在電催化析氫反應(yīng)中的應(yīng)用，所述堿性鎳基電池的再生電極為該鎳基電池經(jīng)若干次充、放電后且最后一次為充電狀態(tài)時獲得的正極產(chǎn)物，該正極產(chǎn)物中包含γ-NiOOH；

所述堿性鎳基電池的再生電極在電解水中用作電催化析氫反應(yīng)的陰極，該再生電極表面的活性物質(zhì)用作電催化劑，具體為：

將所述堿性鎳基電池的再生電極在電解水中用作電催化析氫反應(yīng)的陰極，經(jīng)過電催化析氫初始階段的電化學(xué)析氫活化，所述正極產(chǎn)物中包含的γ-NiOOH轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)α-Ni(OH)₂·0.75 H₂O，該活性物質(zhì)α-Ni(OH)₂·0.75 H₂O用作所述電催化析氫反應(yīng)的電催化劑，促進(jìn)析氫反應(yīng)；

所述堿性鎳基電池的正極材料以β-Ni(OH)₂為主要成分；

所述鎳基電池充放電電流為1-100mA cm^-2，充放電電壓為0.2-3V，充放電循環(huán)圈數(shù)為1-1000。

2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述γ-NiOOH為層狀納米顆粒，其厚度為10-20nm。

3.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述電化學(xué)析氫活化具體為：所述再生電極作為陰極置于電解水裝置中時，在通電條件下，該再生電極表面的γ-NiOOH先得到電子轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)α-Ni(OH)₂·0.75 H₂O，然后以該活性物質(zhì)α-Ni(OH)₂·0.75 H₂O作為電催化劑，電催化析氫反應(yīng)生成氫氣。

4.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，采用三電極體系進(jìn)行電催化析氫反應(yīng)，以所述鎳基電池的再生電極作為電催化析氫反應(yīng)的陰極，以鉑網(wǎng)為對電極，以氧化汞電極為參比電極，采用線性伏安法，線性伏安法的電位范圍為0-0.4V vs可逆氫電極。

5.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，采用兩電極體系進(jìn)行電催化析氫反應(yīng)，以所述鎳基電池的再生電極作為電催化析氫反應(yīng)的陰極，以石墨為陽極，采用恒電位法或恒電流法進(jìn)行電催化析氫反應(yīng)。

6.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，將所述堿性鎳基電池的再生電極在電解水中用作電催化析氫反應(yīng)的陰極，所述陰極表面的活性物質(zhì)α-Ni(OH)₂·0.75 H₂O在電解水裝置中隨著電催化析氫反應(yīng)過程的進(jìn)行，活性物質(zhì)α-Ni(OH)₂·0.75 H₂O會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Ni(OH)₂時，通過改變電解水的電流方向，能夠使β-Ni(OH)₂重新轉(zhuǎn)化為γ-NiOOH，然后再次改變該電解水的電流方向，發(fā)生所述電催化析氫活化，γ-NiOOH得到電子轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)α-Ni(OH)₂·0.75 H₂O，實現(xiàn)陰極的修復(fù)；然后再以該陰極表面的活性物質(zhì)α-Ni(OH)₂·0.75H₂O作為電催化劑，電催化析氫反應(yīng)生成氫氣。

7.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述鎳基電池為鎳鋅電池、鎳鐵電池、鎳鎘電池或鎳氫電池。