一种用于水电解器的低贵金属载量的析氧催化剂制造技术

本发明专利技术公开了一种用于水电解器的低贵金属载量的析氧催化剂。一种用于水电解器的低贵金属载量的析氧催化剂，所述的催化剂为铱钛复合催化剂，由粉末钛和负载于所述的粉末钛表面的铱氧化物组成，所述的铱氧化物的质量分数为5％～30％。本发明专利技术提出的催化剂一方面采用了具有金属导电性的金属钛粉末作为催化剂的载体，强化催化剂的电子导电性，另一方面铱与载体钛结合紧密，提高了铱氧化物与载体间的结合力以及活性中心与载体间的电子转移速率，因此在催化剂活性达到了商业氧化铱的3倍以上，同时贵金属铱的用量可以大大降低，其中铱的质量比可下降至5％～30％。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水电解器的低贵金属载量的析氧催化剂
本专利技术属于水电解领域，特别涉及一种用于水电解器的低贵金属载量的析氧催化剂。
技术介绍
水电解器是一种可将电能转化为化学能的装置，其在可再生能源电力系统储能以及分布式制氢装置中有较为广泛的应用。目前的水电解系统如质子交换膜水电解器仍面临着成本过高的问题，因此需要进一步降低其成本以推动该技术的商业化。膜电极是水电解器的核心部件，其由阴阳极的贵金属催化剂以及聚合物电解质膜组成。当前质子交换膜水电解器中使用的催化剂均为贵金属催化剂，且膜电极中贵金属用量很高，导致膜电极成本居高不下，因此降低膜电极中催化剂的贵金属用量是目前的重点研究方向。在水电解器的阳极中，目前大量使用未负载的金属铱或二氧化铱直接做催化剂，而一般水电解器阳极的铱用量为1.5～3mg/cm2，因此抬高了膜电极制备成本。为了进一步降低阳极贵金属用量，研究人员使用了氧化物做为载体负载单质铱或二氧化铱制备了复合催化剂。在氧化物载体的选择方面，需要满足几个条件，(1)在酸性体系中稳定；(2)能在较高的氧化电位下稳定存在；(3)具有一定电子导电性；(4)具有较高的比表面积。其中过渡金属氧化物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水电解器的低贵金属载量的析氧催化剂，其特征在于，所述的催化剂为铱钛复合催化剂，由粉末钛和负载于所述的粉末钛表面的铱氧化物组成，所述的铱钛复合催化剂中铱的质量分数为5％～30％。

【技术特征摘要】
1.一种用于水电解器的低贵金属载量的析氧催化剂，其特征在于，所述的催化剂为铱钛复合催化剂，由粉末钛和负载于所述的粉末钛表面的铱氧化物组成，所述的铱钛复合催化剂中铱的质量分数为5％～30％。2.如权利要求1所述的用于水电解器的低贵金属载量的析氧催化剂，其特征在于，所述的粉末钛的粒径为0.02～2μm，所述的铱氧化物的粒径为1.5～5nm。3.如权利要求1或2所述的用于水电解器的低贵金属载量的析氧催化剂，其特征在于，所述的铱氧化物为IrO2和/或IrOx(OH)y。4.一种用于水电解器的低贵金属载量的析氧催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氯铱酸加入纯水中配制氯铱酸溶液，所述的氯铱酸溶液中铱的浓度为0.1～20mg/mL，加入第一碱性溶液调节氯铱酸溶液pH至6～7，随后加入粉末钛，混合均匀，25℃～80℃下搅拌，得到混合溶液；(2)将步骤(1)得到的混合溶液惰性气氛下，置于冰水浴中，在搅拌的条件下加入第二碱性溶液，其中铱离子与氢氧根的摩尔比为1～50:1，继续搅拌，得到前驱体溶液；(3)将步骤(2)得到的前驱体溶液置于水热反应容器中，在120℃～200℃下加热0.5～24h，冷却后经离心分离、洗涤、烘干后得到铱钛复合催化剂。5.如权利要求4所述的用于水电解器的低贵金属载量的析氧催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的第一碱性溶液为摩尔浓度为0.01～0.1mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，步骤(2)中所述的第二碱性溶液为摩尔浓度为1mol/...

【专利技术属性】
技术研发人员：史言，闫常峰，卢卓信，郭常青，王志达，谭弘毅，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44