本发明专利技术公开了一种工业化制备双功能电极的方法、双功能电极及其应用。制备双功能电极的方法包括以下步骤：采用高温等离子喷涂方法将合金粉喷涂在电极基材上，合金粉主要包括70wt％
【技术实现步骤摘要】
一种工业化制备双功能电极的方法、双功能电极及其应用
[0001]本专利技术涉及电解水
，尤其涉及一种工业化制备双功能电极的方法、双功能电极及其应用。
技术介绍
[0002]能源问题一直是全世界共同关注的问题，可再生能源发电符合双碳目标的要求，但是可再生能源发电具有波动性，需要介质将波动的可再生能源进行存储，氢能具备物质和能源两种属性，可再生能源可以通过电解水制氢的方式将电能转化为氢能进行存储和运输。碱性电解水制氢由于其技术成熟，成本相对较低，是目前广泛采用的工业电解水制氢技术，在碱性电解水制氢的过程中，电极成本尤为重要，目前阴极和阳极通常采用不同电极材料和不同的制备技术，增加了电极的制备成本，制备流程复杂。因此，有必要找寻一种同时应用于阴阳极的材料和同时制备阴阳极的方法。
技术实现思路
[0003]针对上述技术存在的阴极和阳极采用不同电极材料和不同的制备技术时，电极制备流程复杂、制备成本增加的技术问题，本专利技术提出了一种工业化制备双功能电极的方法，该方法在制备过程中只需要简单修改工艺流程和工艺参数即可制备出阴极和阳极，节约了材料，简化了工艺流程。本专利技术还提出了双功能电极及其应用。
[0004]一方面，本专利技术提出了一种工业化制备双功能电极的方法，包括以下步骤：
[0005](1)采用高温等离子喷涂方法将合金粉喷涂在电极基材上，所述合金粉主要包括70wt％
‑
80wt％的Ni、10wt％
‑
20wt％的Al、3wt％
‑
8wt％的Fe；
[0006](2)将喷涂有所述合金粉的所述电极基材分别在400
‑
700℃的氢气
‑
氩气气氛中和400
‑
600℃的氧气
‑
氮气气氛中煅烧处理1
‑
2h以得到阴极和阳极。
[0007]在一些实施例中，所述合金粉还包括0.5wt％
‑
1wt％的Cr、0
‑
1wt％的Si、0
‑
10wt
‰
的Mg、0
‑
10wt
‰
的Mo，0
‑
10wt
‰
的V。
[0008]在一些实施例中，所述电极基材为镍网或泡沫镍。
[0009]在一些实施例中，所述镍网的目数为40
‑
80。
[0010]在一些实施例中，所述氢气
‑
氩气气氛中氢气的体积分数为5％
‑
10％。
[0011]在一些实施例中，所述氧气
‑
氮气气氛中氧气的体积分数为15％
‑
25％。
[0012]在一些实施例中，所述高温等离子喷涂的电流为460
‑
580A，喷涂距离为80
‑
90mm，主气流速为30
‑
40NLPM，辅气流速为9
‑
11NLPM。
[0013]另一方面，本专利技术提出了一种双功能电极。
[0014]另一方面，本专利技术提出了一种双功能电极的应用，将双功能电极应用到工业碱性电解水制氢工艺中。
[0015]相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0016]本专利技术的双功能电极的制备方法用同种合金粉制备阴极和阳极，不需要分别喷涂
阴极合金粉和阳极合金粉，节约了材料，简化了制备工艺。
[0017]本专利技术的双功能电极在电解水制氢中阴极和阳极过电位低，性能较好。
附图说明
[0018]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0019]图1为实施例1制备的阴极的SEM图；
[0020]图2为实施例1制备的阳极的SEM图；
[0021]图3为实施例1制备的阴极的HER性能测试的LSV曲线；
[0022]图4为实施例1制备的阳极的OER性能测试的LSV曲线。
具体实施方式
[0023]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0024]下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的工业化制备双功能电极的方法、双功能电极及其应用。
[0025]工业化制备双功能电极的方法，包括以下步骤：
[0026](1)采用高温等离子喷涂方法将合金粉喷涂在电极基材上，合金粉主要包括70wt％
‑
80wt％的Ni、10wt％
‑
20wt％的Al、3wt％
‑
8wt％的Fe；
[0027](2)将喷涂有合金粉的电极基材分别在400
‑
700℃的氢气
‑
氩气气氛中和400
‑
600℃的氧气
‑
氮气气氛中煅烧处理1
‑
2h以得到阴极和阳极。
[0028]步骤(1)中采用高温等离子体喷涂技术将合金粉末喷涂在电极基材上，在喷涂过程中电极基材不带电、不熔化，电极基材与喷枪相对移动速度快，使得电极基材组织不发生变化。不会因为受热而对电极基材的形状和性能造成影响。
[0029]在一些实施例中，高温等离子喷涂的电流为460
‑
580A，喷涂距离为80
‑
90mm，主气流速为30
‑
40NLPM，辅气流速为9
‑
11NLPM。
[0030]在一些实施例中，合金粉主要包括70wt％
‑
80wt％的Ni、10wt％
‑
20wt％的Al、3wt％
‑
8wt％的Fe。
[0031]在一些实施例中，合金粉还包括0.5wt％
‑
1wt％的Cr、0
‑
1wt％的Si、0
‑
10wt
‰
的Mg、0
‑
10wt
‰
的Mo，0
‑
10wt
‰
的V。
[0032]在一些实施例中，电极基材为镍网或泡沫镍。可以理解的是，电极基材可以为镍网或泡沫镍，但不限于镍网或泡沫镍。
[0033]电极基材为镍网时，镍网的目数为40
‑
80目。
[0034]可以理解的是，目数会影响镍网的孔径，孔径大小会影响喷涂上的合金粉的量，目数太小的话，镍网能附着催化组分的比表面积就会小，那催化反应活性面积就会小；如果目数太大的话，孔径太小，小到一定程度的话，也会影响喷涂效果，还会影响电解质和电极之间的传质作用，因此，制备过程中需选择合适目数的镍网。
[0035]步骤(2)中将喷涂有合金粉的电极基材本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种工业化制备双功能电极的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用高温等离子喷涂方法将合金粉喷涂在电极基材上，所述合金粉主要包括70wt％
‑
80wt％的Ni、10wt％
‑
20wt％的Al、3wt％
‑
8wt％的Fe；(2)将喷涂有所述合金粉的所述电极基材分别在400
‑
700℃的氢气
‑
氩气气氛中和400
‑
600℃的氧气
‑
氮气气氛中煅烧处理1
‑
2h以得到阴极和阳极。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合金粉还包括0.5wt％
‑
1wt％的Cr、0
‑
1wt％的Si、0
‑
10wt
‰
的Mg、0
‑
10wt
‰
的Mo，0
‑
10wt
‰
的V。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王凡，余智勇，王金意，王鹏杰，刘丽萍，郭海礁，王韬，任志博，张畅，徐显明，潘龙，
申请(专利权)人：四川华能氢能科技有限公司华能集团技术创新中心有限公司四川华能太平驿水电有限责任公司四川华能宝兴河水电有限责任公司四川华能嘉陵江水电有限责任公司四川华能东西关水电股份有限公司四川华能康定水电有限责任公司四川华能涪江水电有限责任公司华能明台电力有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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