[發明專利]氫氣氧化與還原雙功能催化電極及制備方法

有效

• 申請號: 202110616903.2
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113363510B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 陳維;蔣濤立
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/86
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

1.一種氫氣氧化與還原雙功能催化電極的制備方法，包括：

將第一金屬或金屬/碳復合材料放入第二金屬的鹽溶液中浸泡，經自發置換反應以及腐蝕反應得到第二金屬與第一金屬氫氧化物的復合物，并且所述復合物負載于所述第一金屬或所述金屬/碳復合材料上，所述第一金屬為泡沫金屬或金屬片；

其中，當所述第一金屬為泡沫金屬時，以所述第一金屬為基底，所述復合物負載在所述第一金屬上，即形成氫氣氧化與還原雙功能催化電極；

當所述第一金屬為金屬片或將所述金屬/碳復合材料放入所述第二金屬的鹽溶液時，以氣體擴散層材料為基底，將所述復合物收集后涂覆在所述氣體擴散層材料上，即形成氫氣氧化與還原雙功能催化電極；

其中，所述第二金屬的鹽溶液為氯化釕、硝酸釕、硫酸釕、氯鉑酸、硝酸鉑、亞硫酸鉑溶液中的一種或多種；

其中，在所述第二金屬的至少部分被氧化為第二金屬氧化物的情況下，所述制備方法還包括：利用還原劑將所述第二金屬氧化物還原為第二金屬。

2.如權利要求1所述的制備方法，其中，所述制備方法還包括在將所述第一金屬放入第二金屬的鹽溶液中浸泡的同時，對所述第一金屬與第二金屬的鹽溶液進行攪拌；

所述浸泡在真空條件下進行；

浸泡時間為0.1-48h；

浸泡溫度為0-90℃；

攪拌速度為0-1000rpm/s。

3.如權利要求1所述的制備方法，其中，所述泡沫金屬為泡沫鎳、泡沫鐵、泡沫錳、泡沫鈦、泡沫鋅、泡沫銅、泡沫鉬、泡沫鉛、泡沫鋁或泡沫鈷。

4.如權利要求1所述的制備方法，其中，所述金屬片為鎳片、鐵片、錳片、鈦片、鋅片、銅片、鉬片、鉛片、鋁或鈷片。

5.如權利要求1所述的制備方法，其中，所述金屬片為金屬箔，

所述金屬箔為鎳箔、鐵箔、錳箔、鈦箔、鋅箔、銅箔、鉬箔、鉛箔、鋁或鈷箔。

6.如權利要求1所述的制備方法，其中，所述金屬/碳復合材料中的金屬為：鎳、鐵、鈦、鋅、銅、鉬、鉛、鋁、錳或鈷。

7.如權利要求1所述的制備方法，其中，所述金屬/碳復合材料中碳為碳納米球、碳納米管、碳納米纖維、石墨、石墨烯、碳量子點、碳氈、碳布或碳紙。

8.如權利要求1所述的制備方法，其中，

所述第二金屬的鹽溶液中溶劑為水，乙醇或異丙醇；

所述第二金屬的鹽溶液的濃度0.0001到10mol/L。

9.一種利用如權利要求1-8中任一項所述的制備方法制備的氫氣氧化與還原雙功能催化電極，包括：第二金屬和第一金屬氫氧化物或金屬氫氧化物/碳的復合物及基底，其中，所述復合物負載在所述基底上，所述基底為泡沫金屬或者氣體擴散層材料。

10.如權利要求9所述的氫氣氧化與還原雙功能催化電極，其中，所述第二金屬、所述第一金屬氫氧化物或所述金屬氫氧化物/碳的復合物和所述基底占所述氫氧化/氫還原雙功能催化電極的質量百分比分別為0.001％～10％、0.01％～50％和50％～99.99％。