一种用于长周期海水电解的分层包夹电极配置结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于长周期海水电解的分层包夹电极配置结构及其制备方法，该结构包括电极基底和电极材料层，电极材料层和电极基底为非对称包夹结构，所述电极基底的一端暴露，另一端完全被电极材料层包覆；电极材料层由内至外依次包括底层过渡层、中间辅助层、中间活性层和外层保护层，其中，所述底层过渡层、中间辅助层、中间活性层和外层保护层为非对称内外层级结构，具有水平投影面积重叠的正对面积分量，也具有投影面积不重叠的非正对面积分量。本发明专利技术基于多组分协同作用，联合活性层提升催化活性抑制氯气析出，同时利用保护层限制海水环境中有害离子对电极的侵入，提高电极的耐腐蚀性，实现稳定高效的长周期海水电解。实现稳定高效的长周期海水电解。实现稳定高效的长周期海水电解。

【技术实现步骤摘要】
一种用于长周期海水电解的分层包夹电极配置结构及其制备方法


[0001]本专利技术属于电化学
，具体涉及一种用于长周期海水电解的分层包夹电极配置结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]全球能源格局正在经历由依赖传统化石能源向追求清洁高效能源的深刻转变，氢气作为一种理想的清洁能源载体，既可以作为能源载体代替汽油、柴油等直接作为燃料使用，又是重要的工业气体。面对潜在的大规模的用氢需求，急需发展高效、绿色的制氢技术。电解水制氢被认为是最可行的清洁制氢技术，然而，地球上的水总体积约有13亿8600万立方千米，其中96.5％分布在海洋，淡水只有3500万立方千米左右，因此，直接电解海水已经成为未来新的制氢技术发展方向。
[0003]与高纯度蒸馏淡水截然不同，天然海水是一个复杂的系统，包括有各种无机离子(如Cl
‑
、Br
‑
、SO
42
‑
、Na
+
、K
+
、Mg
2+
、Ca
2+
等)和海洋微生物，这为直接电解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于长周期海水电解的分层包夹电极配置结构，其特征在于，包括电极基底和电极材料层，所述电极材料层和所述电极基底为非对称包夹结构，所述电极基底的一端暴露，另一端完全被所述电极材料层包覆；所述电极材料层由内至外依次包括底层过渡层、中间辅助层、中间活性层和外层保护层，其中，所述底层过渡层、中间辅助层、中间活性层和外层保护层为非对称内外层级结构，具有水平投影面积重叠的正对面积分量，也具有投影面积不重叠的非正对面积分量；所述中间活性层的正对面积分量最小，所述中间辅助层的正对面积分量大于所述中间活性层的正对面积分量，且小于所述底层过渡层的正对面积分量，所述底层过渡层的正对面积分量大于所述中间辅助层的正对面积分量，且小于所述外层保护层的正对面积分量，所述外层保护层设置为覆盖所有其他的电极材料层；所述中间辅助层与所述底层过渡层为非对称包夹结构，且所述中间辅助层的包夹长度小于所述底层过渡层；所述中间活性层与所述中间辅助层为非对称包夹结构，且所述中间活性层的包夹长度小于所述中间辅助层；所述外层保护层与所述中间活性层为非对称包夹结构，且所述外层保护层的包夹长度大于所述底层过渡层、所述中间辅助层或所述中间活性层；所述底层过渡层采用过渡金属硫化物系列催化材料；所述中间辅助层采用过渡金属氮化物系列催化材料；所述中间活性层采用过渡金属双氢氧化物系列催化材料；所述外层保护层采用介孔含硫锰基氧化物系列催化材料。2.根据权利要求1所述的一种用于长周期海水电解的分层包夹电极配置结构，其特征在于，所述底层过渡层、中间辅助层、中间活性层和外层保护层两两之间不设置粘结剂和导电剂。3.根据权利要求2所述的一种用于长周期海水电解的分层包夹电极配置结构，其特征在于，所述底层过渡层的负载方法采用电沉积技术；所述中间辅助层的负载方法采用气相还原技术；所述中间活性层的负载方法采用电沉积技术；所述外层保护层的负载方法采用原位生长技术。4.根据权利要求1所述的一种用于长周期海水电解的分层包夹电极配置结构，其特征在于，所述过渡金属硫化物系列催化材料为NiS、NiFeS、NiCoS或NiFeCoS。5.根据权利要求1所述的一种用于长周期海水电解的分层包夹电极配置结构，其特征在于，所述过渡金属氮化物系列催化材料为NiN、NiMoN、NiWN或NiMoWN。6.根据权利要求1所述的一种用于长周期海水电解的分层包夹电极配置结构，其特征在于，所述过渡金属双氢氧化物系列催化材料为NiFe
‑
LDH、NiCo
‑
LDH或NiCoFe
‑
LDH。7.根据权利要求1所述的一种用于长周期海水电解的分层...

【专利技术属性】
技术研发人员：张义东，徐宇翔，陈前，王玉杰，孙勇刚，陈松，唐宏，
申请(专利权)人：江苏安凯特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：