一种应用于海水全电解制氢的高效和稳定的双功能催化电极、制备及应用制造技术

本发明专利技术属于绿色氢能领域，提供了一种应用于海水全电解制氢的高效和稳定的双功能催化电极、制备及应用。该双功能催化电极由三维金属泡沫作为自支撑载体，在载体表面原位生长有铁磷共掺杂的硫化钴纳米线阵列。这种共掺杂策略可有效调控催化剂的电子结构进而提升多功能尤其氧析出和氢析出双功能活性。其中，磷作为调控氢析出的电子结构调节剂，铁作为氧析出的电子结构调节剂。本发明专利技术直接用于海水全电解制氢的阴极和阳极的双功能电极，其在碱性海水中在较低的驱动电位下(2.0V)具有工业级的电流密度(1000mA cm

【技术实现步骤摘要】
一种应用于海水全电解制氢的高效和稳定的双功能催化电极、制备及应用


[0001]本专利技术属于绿色氢能领域，特别涉及一种应用于海水全电解制氢的高效和稳定的双功能催化电极、制备及应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]氢作为二次能源，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75％。氢具有燃烧热值高的特点，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氢燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。随着可再生电力的价格持续下跌，通过电解水的可持续产氢正在全球持续推进。然而，电解水过程的析氢反应和析氧反应两个反应过电位大、能耗高，需要高效催化剂。贵金属铂和铱钌氧化物是目前性能最优的析氢反应和析氧反应催化剂，但其高成本制约了其规模化使用。另外，目前的研究主要集中在开发针对析氢反应或析氧反应的单功能催化剂，在实际应用中需设计两种不同类型的催化剂，这无疑增加了电解水设备的复杂性。因此，研发高活性、低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于海水全电解制氢的高效和稳定的双功能催化电极，其特征在于，包括：三维金属泡沫；所述三维金属泡沫表面原位生长有铁磷共掺杂硫化钴纳米线阵列。2.如权利要求1所述的应用于海水全电解制氢的高效和稳定的双功能催化电极，其特征在于，所述的三维自支撑泡沫包括：泡沫镍、泡沫镍铁、泡沫钴、泡沫铜、泡沫钛。3.如权利要求1所述的应用于海水全电解制氢的高效和稳定的双功能催化电极，其特征在于，所述双功能催化电极是阴极氢析出和阳极氧析出。4.一种应用于海水全电解制氢的高效和稳定的双功能催化电极的制备方法，其特征在于，包括：将钴盐、铁盐、尿素溶解于水中，形成溶液；将三维金属泡沫置于所述溶液中，加热、加压进行反应，得到铁掺杂的钴铁双金属氢氧化物前驱体电极；将步所述钴铁双金属氢氧化物前驱体电极置于瓷舟下游，称取硫盐和磷盐，混合后置于瓷舟中上游，转移至惰性气氛保护下煅烧，结束后，得到铁磷共掺杂的硫化钴纳米线阵列电极，即得；所述钴盐：铁盐的摩尔比为1:10～10:1，金属盐的总摩尔浓度为10～100mM，尿素与总金属盐的摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙旭平，孙运通，杨朝鑫，孙圣钧，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：