[發明專利]一種高活性堿水電解析氫電極的制備方法

在審

• 申請號: 202210358101.0
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114606530A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 吳笑雨;郝珍;張世淵;岳飛飛;張斯宇;孫岳濤;王桂洲;宋時莉;李朋喜;王杰鵬
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一八研究所
• 主分類號: C25B11/075
• 分類號: C25B11/075;C25B11/052;C25B11/061;C25B11/031;C25B1/04
• 代理公司: 中國船舶專利中心 11026
• 代理人: 魏劍

本發明提出了一種高活性堿水電解析氫電極的制備方法，包括以下步驟：對泡沫鎳進行預處理；將預處理后的泡沫鎳浸泡在氯化鎳、硫代乙酰胺和十六烷基三甲基溴化銨的混合溶液中；將在混合溶液中浸泡了一定時間的泡沫鎳取出，清潔外表面并吹干。本發明使用的材料廉價易得，操作簡單易行，對環境無污染且設備要求低，效果良好，此外，該制備方法不受電極尺寸限制，可實現放大生產。

技術領域

本發明屬于電解水析氫的電催化領域，具體涉及一種高活性堿水電解析氫電極的制備方法。

背景技術

電解水制氫是最具潛力的產氫技術之一。目前商用的電解水催化劑主要為昂貴稀少的貴金屬及其合金，這大大增加了制氫成本。因此，開發具有高催化活性與穩定性的非貴金屬催化劑是氫能產業發展的關鍵。現階段商業使用的析氫電極存在著過電位較高的缺陷，因此迫切需要一種高催化活性的析氫電極來降低電解能耗。硫化鎳具有較高的本征催化活性，被認為是可替代貴金屬催化劑的材料之一。但是，制備方法均需要在高溫高壓的苛刻條件下進行，無法實現催化劑電極的大面積生產，極大制約了電極的產業化進程。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本申請提出一種高活性堿水電解析氫電極的制備方法，包括：

對泡沫鎳進行預處理；

將預處理后的泡沫鎳浸泡在氯化鎳、硫代乙酰胺和十六烷基三甲基溴化銨的混合溶液中；

將在混合溶液中浸泡了一定時間的泡沫鎳取出，清潔外表面并吹干。

進一步的，泡沫鎳的厚度為2mm。

進一步的，對泡沫鎳進行預處理具體包括以下步驟：

將泡沫鎳裁剪至指定大小；

將裁剪完成的泡沫鎳利用鹽酸進行超聲清洗10min；

將鹽酸清洗后的泡沫鎳利用去離子水進行超聲清洗10min；

將去離子水清洗后的泡沫鎳利用無水乙醇進行超聲清洗10min。

進一步的，所述混合溶液組分包括：

氯化鎳0.08mol/L、硫代乙酰胺0.16mol/L、十六烷基三甲基溴化銨 0.22～0.26mol/L。

進一步的，將預處理后的泡沫鎳浸泡在混合溶液中具體包括以下步驟：

將泡沫鎳在混合溶液中正面浸泡20h；

然后再將泡沫鎳在新配置的混合溶液中反面浸泡20h。

進一步的，泡沫鎳在混合溶液中浸泡時，混合溶液的溫度為70℃。

進一步的，在混合溶液中浸泡了指定時間的泡沫鎳，取出后使用無水乙醇洗去表面雜質，最后用氮氣吹干。

與現有技術相比，本發明有益效果在于：

本發明提出的高活性堿水電解析氫電極的制備方法，使用的材料廉價易得，操作簡單易行，對環境無污染且設備要求低，效果良好，此外，該制備方法不受電極尺寸限制，可實現放大生產。

附圖說明

圖1為本申請獲得的析氫電極在1mol/L的KOH電解液中的HER極化曲線，

圖2為本申請獲得的析氫電極在電流密度為10mA/cm2條件下的穩定性測試曲線，

圖3為本發明獲得的析氫電極的XRD譜圖，

圖4為本發明獲得的析氫電極的SEM圖，

圖5為本發明獲得的析氫電極的ESD元素分布圖。

具體實施方式