一种碱性膜电解水制氢膜电极及基于其的电解水制氢装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种碱性膜电解水制氢膜电极及基于其的电解水制氢装置，包括碱性膜和分立于碱性膜两侧的阳极扩散电极和阴极扩散电极；阳(阴)极扩散电极是在阳(阴)极多孔扩散层的一侧通过喷涂阳(阴)极催化剂浆料而形成有阳(阴)极催化剂层，阳(阴)极催化剂浆料中含有阳(阴)极催化剂粉末和含交联位点的碱性离聚物，在喷涂制备阳(阴)极催化剂层时通过加热使碱性离聚物的交联位点发生热交联从而固定阳(阴)极催化剂层。本发明专利技术的碱性膜电解水制氢膜电极具有电阻低、电解水制氢电流密度高、耐电解液冲刷、耐高电位、稳定性好等诸多优势，且整个膜电极制备过程简单、没有额外的复杂步骤。没有额外的复杂步骤。没有额外的复杂步骤。

【技术实现步骤摘要】
一种碱性膜电解水制氢膜电极及基于其的电解水制氢装置


[0001]本专利技术属于碱性膜电解水制氢
，具体涉及一种碱性膜电解水制氢膜电极及基于其的电解水制氢装置。

技术介绍

[0002]电解水制氢技术发展至今，已经形成了众多种类，根据电解质不同，一般将其分为碱性电解水制氢(AWEs)、质子交换膜电解水制氢(PEMWEs)、碱性膜电解水制氢(AEMWEs)和固体氧化物电解池制氢(SOECs)。其中AWEs发展最早、成本最低、商业化程度高、稳定性好，目前运行最多。与AWE不同，PEMWE与当前负载的频繁变化兼容，这是从可再生能源转换能源时的关键特性。PEMWEs得益于美国杜邦公司开发的全氟磺酸质子膜(Nafion)的高度商业化，目前研究最多、发展最快，实现了部分的商业化。AEMWEs结合了AWEs低成本和PEMWEs高效率的优势，目前被越来越多研究者们关注。所有这些技术都有其优点和缺点，降低生产氢气成本的挑战取决于技术。碱性膜电解水制氢可以使用非贵金属催化剂，具有无可比拟的成本优势。碱性膜电解水制氢的核心部件是膜电极和电解水制氢装置，膜电极直接决本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱性膜电解水制氢膜电极，包括碱性膜和分立于所述碱性膜两侧的阳极扩散电极和阴极扩散电极；所述阳极扩散电极是在阳极多孔扩散层的一侧通过喷涂阳极催化剂浆料而形成有阳极催化剂层，所述阳极催化剂层靠近所述碱性膜；所述阴极扩散电极是在阴极多孔扩散层的一侧通过喷涂阴极催化剂浆料而形成有阴极催化剂层，所述阴极催化剂层靠近所述碱性膜；其特征在于：所述阳极催化剂浆料中含有阳极催化剂粉末和含交联位点的碱性离聚物，所述阴极催化剂浆料中含有阴极催化剂粉末和含交联位点的碱性离聚物；在喷涂制备阳极催化剂层和阴极催化剂层时通过加热使碱性离聚物的交联位点发生热交联从而固定阳极催化剂层和阴极催化剂层。2.根据权利要求1所述的碱性膜电解水制氢膜电极，其特征在于：所述含交联位点的碱性离聚物中含有碳碳双键或碳碳三键。3.根据权利要求2所述的碱性膜电解水制氢膜电极，其特征在于：所述含交联位点的碱性离聚物为含有碳碳双键或碳碳三键的聚苯撑、聚苯醚、聚醚醚酮和聚砜中的至少一种。4.根据权利要求2或3所述的碱性膜电解水制氢膜电极，其特征在于：所述含交联位点的碱性离聚物中还含有传导氢氧根离子的碱性阴离子交换基团。5.根据权利要求1或2所述的碱性膜电解水制氢膜电极，其特征在于：所述热交联的温度为60
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120℃，加热时间为1
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10小时。6.根据权利要求1所述的碱性膜电解水制氢膜电极，其特征在于：所述阳极催化剂浆料中阳极催化剂粉末与含交联位点的碱性离聚物的质量比为1:0.05
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0.3；所述阴极催化剂浆料中阴极催化剂粉末与含交联位点的碱性离聚物的质量比为1:0.05
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0.3。7.根据权利要求1所述的碱性膜电解水制氢膜电极，其特征在于：所述阳极催化剂为NiFe催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐铜文，刘翔，葛晓琳，宋晚杰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：