析氧催化剂电极及其制备和使用方法技术

本发明专利技术涉及析氧反应电极，该析氧反应电极包含在其上带有金属Ir或Ir氧化物中的至少一者的纳米结构化晶须。例如，这些析氧反应电极在与合适的析氢反应电极配对时可用于由水生成H2和O2。

Oxygen evolution catalyst electrode and its preparation and use method

The present invention relates to an oxygen evolution electrode, which consists of a nano structured whisker with at least one of the metal Ir or Ir oxides. For example, these oxygen evolution electrodes can be used to produce H2 and O2 by water when paired with the appropriate hydrogen evolution electrode.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】析氧催化剂电极及其制备和使用方法相关申请的交叉引用本申请要求2015年5月26日提交的美国临时专利申请号62/166471的权益，该专利申请的公开内容以引用方式全文并入本文。
技术介绍
水电解槽是通用的电化学装置，用于从纯水中制备超纯(例如，通常至少99.9％的纯度)氢气。就基于质子交换膜(PEM)的水电解槽而言，可在高压下获取氢气。这些电解槽经常包含类似于用于燃料电池的质子交换膜的膜电极组件。但是，基于质子交换膜的水电解槽在阴极产生氢气(经由析氢反应)并在阳极产生氧气(经由析氧反应)。本文中电化学装置中的电极名称“阳极”或“阴极”沿循UPAC常规，其中阳极是主要反应为氧化反应(即，燃料电池的H2氧化反应电极，或水或CO2电解槽的水氧化反应/O2析出反应电极)的电极。在质子交换膜燃料电池中，发生在阴极的氧化还原反应是缓慢反应并且负责几乎所有在燃料电池的电势上的动力学，发生在阳极的氢气氧化反应影响较小。同样，在电解槽中，析氧反应是缓慢反应而析氢反应是容易进行的反应。燃料电池和电解槽之间的显著差异在于鉴于燃料电池产生低于1.0伏特的电池电压，电解槽需要高于约1.5伏特的所施加的电池电压(阳极对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种析氧反应电极，所述析氧反应电极按次序包括：离子传导膜，所述离子传导膜具有大体对置的第一主表面和第二主表面；纳米结构化晶须，所述纳米结构化晶须在其上带有析氧反应电催化剂，所述电催化剂包括至少一个层，其中所述析氧反应电催化剂的任一层基于所述相应层的全部总共阳离子和元素金属含量计包含总共至少95原子百分比的Ir，和不大于5原子百分比的Pt；和第一流体输送层，所述第一流体输送层包含导电耐腐蚀的多孔金属，其中所述纳米结构化晶须与所述离子传导膜的所述第一主表面相邻，并且其中所述离子传导膜、在其上具有所述析氧反应电催化剂的所述纳米结构化晶须和所述第一流体输送层总共具有至少0.1S·cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.26 US 62/166,4711.一种析氧反应电极，所述析氧反应电极按次序包括：离子传导膜，所述离子传导膜具有大体对置的第一主表面和第二主表面；纳米结构化晶须，所述纳米结构化晶须在其上带有析氧反应电催化剂，所述电催化剂包括至少一个层，其中所述析氧反应电催化剂的任一层基于所述相应层的全部总共阳离子和元素金属含量计包含总共至少95原子百分比的Ir，和不大于5原子百分比的Pt；和第一流体输送层，所述第一流体输送层包含导电耐腐蚀的多孔金属，其中所述纳米结构化晶须与所述离子传导膜的所述第一主表面相邻，并且其中所述离子传导膜、在其上具有所述析氧反应电催化剂的所述纳米结构化晶须和所述第一流体输送层总共具有至少0.1S·cm-2的电导系数。2.根据权利要求1所述的析氧反应电极，其中所述Ir至少部分作为Ir氧化物存在。3.根据权利要求1或2中任一项所述的析氧反应电极，其中所述析氧反应催化剂基于所述相应层的所述全部总共阳离子和元素金属含量计包含不大于0.001原子百分比的Pt。4.根据前述权利要求中任一项所述的析氧反应电极，其中所述第一流体输送层包含Ti。5.根据前述权利要求中任一项所述的析氧反应电极，其中所述离子传导膜包括质子交换膜。6.根据前述权利要求中任一项所述的析氧反应电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：克日什托夫·A·莱温斯基，肖恩·M·卢奥帕，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US