一种含镍电极、制法及其应用制造技术

本申请公开了一种含镍电极、制法及其应用，所述含镍电极从内到外依次包含含镍金属层和含镍的氮化物层，所述含镍的氮化物层沿远离含镍金属层的方向从内到外氮的摩尔含量先升高后下降。本申请所述的含镍电极由于表面富含性能接近于贵金属铂的高活性位点，在附加电压及其他条件一致的情况下，该电极较现有金属镍或镍合金电极具备更高的氢气产率；相对于表层颗粒型电极，由于其三维独立的一体化构型，该电极不仅具备更高的单位质量活性，而且具备更高的稳定性；此外，该电极合成工艺简便、原材料经济，整体制造成本低，具备较高的大规模应用潜力。潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种含镍电极、制法及其应用


[0001]本申请涉及电极
，尤其涉及一种富含高活性氮缺陷位点的含镍电极、制法及其应用。

技术介绍

[0002]利用可再生能源电力电解水制取氢气是一种绿色、可持续的制氢方式。碱性电解水制氢，因其较低的成本和易大型化的特点，是目前国内主流的电解水制氢技术。在碱性电解液中，阴极制氢过程主要是水分子在电极表面活化解离产生吸附于活性位点的氢原子，而后两个吸附型氢原子结合解离生成氢气，或一个吸附型氢原子与一个水分子和一个电子反应产生氢气分子。为使该反应较快速地进行，不仅要求所用电解阴极具有较高的电传导性，而且要求其表面具备较优的催化分解水制氢活性。
[0003]对氢原子吸附能与脱附能的差值是判断电极材料表面电催化分解水制氢活性的一个重要参数。电极表面对氢原子的吸附能和脱附能的差值越接近于零，其催化制氢活性越高。贵金属铂表面的氢吸附能与脱附能差值十分接近于零，是目前电催化制氢活性最高的电极材料。但是由于贵金属自身资源稀缺、价格昂贵，现有应用的碱液电解槽阴极材料主要基于镍、铁、钴等较廉价过渡金属。此类电极虽较为经济，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含镍电极，其中，所述含镍电极从内到外依次包含含镍金属层和含镍的氮化物层，所述含镍的氮化物层沿远离含镍金属层的方向从内到外氮的摩尔含量先升高后下降。2.根据权利要求1所述的含镍电极，其中，所述含镍的氮化物层存在开放型孔隙，其孔隙率沿着远离含镍金属层的方向逐渐升高。3.根据权利要求1所述的含镍电极，其中，所述含镍的氮化物层的总厚度占所述含镍电极总厚度的10
‑
50％。4.根据权利要求1所述的含镍电极，其中，靠近所述含镍金属层的含镍的氮化物层区域和远离含镍金属层的含镍的氮化物层表面区域之间的区域内氮的摩尔含量为10
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30％。5.根据权利要求1所述的含镍电极，其中，所述含镍的氮化物层包含Ni3N、不饱和的氮化镍和金属镍。6.根据权利要求5所述的含镍电极，其中，所述含镍的氮化物层还包含Ni4N。7.根据权利要求1所述的含镍电极，其中，在所述含镍的氮化物层中，镍元素相对于所有金属元素的摩尔含量为50
‑
100％；其中，当所述含镍的氮化物层中镍元素摩尔含量小于100％时，所述含镍的氮化物层还包括其他金属，所述其他金属选自钼、铜、钴、铁、钨和钌中的一种或两种以上。8.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的含镍电极，其中，所述含镍金属层的厚度占所述含镍电极厚度的50
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90％。9.根据权利要求1
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7中任一项所述的含镍电极，其中，远离含镍金属层的含镍氮化层表层区域的孔隙率为40
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70％。10.根据权利要求1
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7中任一项所述的含镍电极，其中，所述含镍金属层的孔隙率小于5％。11.根据权利要求1
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7中任一项所述的含镍电极，其中，所述含镍金属层为镍或者包含除镍以外的金属单质，所述除镍以外的金属单质选自钼、钒、铁、钴、铜、钨和钌中的一种或两种以上。12.根据权利要求1
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7中任一项所述的含镍电极，其中，所述含镍电极的厚度为200μm
‑
2mm。13.根据权利要求1

【专利技术属性】
技术研发人员：孙朱行，
申请(专利权)人：无锡隆基氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：