【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于绿氢制取装备，具体涉及一种基于直通孔结构多孔传输层的一体化多孔传输电极的制备及其应用。
技术介绍
1、氢具有热值高、能量密度大、环境友好等优点，是缓解能源问题的重要载体。近年来，耦合可再生电能与水能，发展清洁能源-氢能成为重工业行业脱碳的核心。在现有的电解水技术中，质子交换膜(pem)电解水技术因其电流密度大、产品纯度高、快速的响应时间等优势成为人们关注的焦点(acs catal.2022,12,6159-6171)。
2、pem电解槽的主要部件包括集流板、气体扩散层、膜电极、多孔传输层、流场板、端板，这些部件共同决定电解槽能耗和技术水平。膜电极主要包括阳极催化层、pem、阴极催化层，是pem电解槽电化学反应的主场所，其特性和结构直接影响pem电解槽的性能和寿命。由于pem电解槽的工作环境具有强氧化性和强酸性，通常选择iro2为膜电极的阳极催化剂，pt/c为膜电极的阴极催化剂，从而来维持电解槽性能和稳定性的平衡，(nano researchenergy,2022,1:e9120032)。但贵金属的高成本提高了膜电极的制备成本，进而提高pem电解槽的制氢成本，发展低成本pem电解槽用膜电极具有重大意义。
3、研究者们主要通过降低膜电极上贵金属的担载量来实现低成本膜电极的设计，但贵金属的载量降低至一定程度，电解槽稳定性势必会受到影响。一体化多孔传输电极的设计兼顾了低贵金属载量和耐久性，符合当前能源转换形式下的迫切需求。
技术实现思路
1、本专利技术
2、本专利技术提供了一种基于直通孔结构多孔传输层的一体化多孔传输电极的制备，是以直通孔结构的多孔传输层为基底，将直通孔结构的多孔传输层置于含铱的溶液中，铱源的浓度为0.05～0.5m/l，在80～200℃下反应30min～4h。待冷却至室温后，将含有铱离子的直通孔结构的多孔传输层置于马弗炉中，350～600℃下煅烧30min～4h。最后，将表面修饰铱的直通孔结构的多孔传输层与质子交换膜(阴极端已涂布好铂碳催化剂)热压在一起即可组成一体化多孔传输电极，热压温度为110～140℃，热压时间为1～10min，热压压力为3～10mpa。
3、本专利技术所述的一体化多孔传输电极的应用减小了pem电解槽内的各部件接触电阻，减少了pem电解槽的贵金属用量，降低了pem电解槽的成本，提高了pem电解槽的性能和寿命。
4、上述方法中，直通孔结构的多孔传输层的材质主要为ti基材。
5、上述方法中，铱源为三氯化铱、六氯铱酸钾、氯铱酸、乙酰丙酮铱、六水合铱酸钠中的一种。
6、上述方法中，所获得的一体化多孔传输电极具有高导电性和高性能，并且能够实现批量化制备(面积大于625cm2)。
7、一种基于直通孔结构多孔传输层的一体化多孔传输电极的应用，应用在质子交换膜电解槽中。
8、本专利技术具有如下优点：
9、本专利技术可快速合成高导电性、一致性良好的一体化多孔传输电极。
10、本专利技术所获得的一体化多孔传输电极降低了pem电解槽的制氢成本(20％左右)。
11、本专利技术所获得的一体化多孔传输电极同时满足低铱载量和高性能：铱载量为0.15mg/cm2时，电压为1.8v时，电流密度可达2.1a/cm2，电压为2v时，电流密度可达3.5a/cm2。此外，该一体化多孔传输电极具有长时耐久性，在1a/cm2的电流密度下，电解槽能稳定运行超过1000h，电压升高率小于3μv/h。
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1.一种基于直通孔结构多孔传输层的一体化多孔传输电极的制备，其特征在于：以直通孔结构的多孔传输层为基底，将直通孔结构的多孔传输层置于含铱离子的溶液中，铱源的浓度为0.05～0.5M/L，在80～200℃下反应30min～4h，待冷却至室温后，将含有铱离子的直通孔结构的多孔传输层置于马弗炉中，350～600℃下煅烧30min～4h，最后，将表面修饰铱的直通孔结构的多孔传输层与质子交换膜热压在一起即可组成一体化多孔传输电极，热压温度为110～140℃，热压时间为5～10min，热压压力为3～10MPa。
2.如权利要求1所述的一种基于直通孔结构多孔传输层的一体化多孔传输电极的制备，其特征在于：直通孔结构的多孔传输层的材质为Ti基材。
3.如权利要求1所述的一种基于直通孔结构多孔传输层的一体化多孔传输电极的制备，其特征在于：铱源为三氯化铱、六氯铱酸钾、氯铱酸、乙酰丙酮铱、六水合铱酸钠中的一种。
4.如权利要求1所述的一种基于直通孔结构多孔传输层的一体化多孔传输电极的制备，其特征在于：所述质子交换膜的阴极端上涂布有铂碳催化剂。
5.一种基于
...【技术特征摘要】
1.一种基于直通孔结构多孔传输层的一体化多孔传输电极的制备，其特征在于：以直通孔结构的多孔传输层为基底，将直通孔结构的多孔传输层置于含铱离子的溶液中，铱源的浓度为0.05～0.5m/l，在80～200℃下反应30min～4h，待冷却至室温后，将含有铱离子的直通孔结构的多孔传输层置于马弗炉中，350～600℃下煅烧30min～4h，最后，将表面修饰铱的直通孔结构的多孔传输层与质子交换膜热压在一起即可组成一体化多孔传输电极，热压温度为110～140℃，热压时间为5～10min，热压压力为3～10mpa。
2.如权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛学伟，林卫兵，武倩楠，
申请(专利权)人：合肥动量守恒绿色能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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