碱性水电解用复合隔膜电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种碱性水电解用复合隔膜电极及其制备方法和应用，所述复合隔膜电极包括依次相连的催化剂层A、皮层、指状多孔层、三维多孔层和催化剂层B；其中，所述三维多孔层中含有支撑体。本发明专利技术先通过采用皮层、指状多孔层、三维多孔层这种特殊的异质结构设计，得到具有超高泡点的碱性水电解用隔膜，而且该隔膜具有极低的面电阻、亲水性和超快的浸润性；然后将电解水催化剂与隔膜直接耦合在一起制备隔膜电极用于碱性水电解过程，能有效降低传统碱性水电解过程中催化剂层与隔膜分离所产生的界面电阻，从而有效提升电解水过程的电流密度。从而有效提升电解水过程的电流密度。从而有效提升电解水过程的电流密度。

【技术实现步骤摘要】
碱性水电解用复合隔膜电极及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及碱性水电解
，尤其涉及一种碱性水电解用复合隔膜电极及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着世界经济的不断发展和人口的增加，人类对能源的需求日益增加，同时环境保护也不容忽视，因此，人们在迫切寻找一种不依赖化学燃料的、储量丰富的、清洁的新能源体系。清洁型能源氢能作为未来重要的能源载体之一，具有广泛的应用前景。其中，碱性水电解具有技术相对成熟，操作简单，对设备腐蚀性小，制得的氢气纯度高等特点，是实现大规模生产氢气的重要手段。
[0003]将通上直流电的两个电极(阴极和阳极)浸入电解液中，水被分解并在阴极和阳极分别产生H2和O2，其中隔膜被置于阴极和阳极之间以避免H2和O2混合，这个过程就是电解水，这样的装置称为电解槽。电解液一般为25％
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30％的氢氧化钾或氢氧化钠溶液。
[0004]理想的碱性水电解用隔膜，应具备良好的离子透过性、机械强度、气密性、电气绝缘性以及适宜的电解液渗透性等性能。其中，离子透过性，直接影响所用隔膜的碱性水电解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱性水电解用复合隔膜电极，其特征在于，包括依次连接的催化剂层A、皮层、指状多孔层、三维多孔层和催化剂层B；其中，所述三维多孔层中含有支撑体。2.根据权利要求1所述的碱性水电解用复合隔膜电极，其特征在于，所述催化剂层A和所述催化剂层B中，一个为NiFe
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LDH，另一个为Co2MnO4，其厚度均控制在5～10μm。3.根据权利要求1所述的碱性水电解用复合隔膜电极，其特征在于，所述皮层、指状多孔层和三维多孔层的平均孔径分别为30～50nm、300～500nm、100～200nm；和/或，所述指状多孔层的指状孔的宽度为2～10μm。4.根据权利要求3所述的碱性水电解用复合隔膜电极，其特征在于，所述皮层、指状多孔层和三维多孔层的厚度分别为1～5μm、200～250μm、100～150μm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的碱性水电解用复合隔膜电极，其特征在于，以质量份数计，所述皮层包含3～9份无机纳米颗粒、80～90份有机高分子聚合物和0.1～0.5份粘结剂；和/或，所述指状多孔层和所述三维多孔层均包含40～60份无机纳米颗粒、40～60份有机高分子聚合物和0.1～0.5份粘结剂。6.根据权利要求5所述的碱性水电解用复合隔膜电极，其特征在于，所述无机纳米颗粒为钛酸锶、钛酸钡中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海辉，丁力，廖益文，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：