一种自支撑Ni-Fe合金高效析氧电极及其制备方法技术

本发明专利技术属于电解水制氢技术领域，具体涉及一种自支撑Ni‑Fe合金高效析氧电极及其制备方法，本发明专利技术以无水FeCl<subgt;2</subgt;或FeCl<subgt;3</subgt;为铁源，在氯化物熔盐体系中进行电解，使还原生成的铁在镍基体上原位合金化为Ni‑Fe合金，即制得自支撑Ni‑Fe合金电极。该电极用作碱性体系电解水析氧反应电极时，表面会形成镍铁氧化物保护层，不但对电极起到保护作用，而且镍铁氧化物具有很强的催化析氧活性，有利于提高电极催化析氧反应的活性和稳定性。本发明专利技术采用熔盐电解的方法制备的自支撑Ni‑Fe合金电极，制备工艺简单、成本低、易工业化，并且自支撑催化电极的尺寸可调，具有优异的电催化析氧性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电解水制氢，具体涉及一种自支撑ni-fe合金高效析氧电极及其制备方法。

技术介绍

1、氢能具有高能量密度和零二氧化碳排放的特点，被认为是替代化石燃料最为理想的能源载体。电解水制氢因产物纯度高、环境友好，是最具有前景的制氢技术之一。电解水反应包括两个半反应，分别是阴极析氢反应和阳极析氧反应。其中，阳极析氧反应是一个涉及四电子的过程，相对于析氢反应的两电子过程来说，具有动力学速率缓慢的缺点，通常表现出较大的过电位，增大了电解水制氢的能耗。传统的析氧催化剂主要是贵金属铱和钌的氧化物，但其价格昂贵，严重限制了其大规模工业化应用。因此，开发廉价、高效的析氧反应电催化剂是实现电解水制氢技术工业化应用的关键所在，也是实现氢能工业化应用的重要前提。

2、在已经报道的非贵金属催化剂中，具有尖晶石结构的氧化物ab2o4(a＝ni、cu、zn、co、sr、la等，b＝fe、a1、cr、mn、co等)被认为是最有前景的碱性电解水阳极材料之一。然而，工业化制备的尖晶石氧化物产品均一性较难控制，且与基体的附着性能也有待提高。ni-fe双组分金属材料价格低廉，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种自支撑Ni-Fe合金高效析氧电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，镍基体的预处理具体操作为：首先将镍基体在丙酮中超声浸泡一段时间，除去其表面的油脂；然后在盐酸溶液超声清洗一段时间，除去其表面的氧化膜；最后去离子水反复冲洗除去残余的酸，自然风干。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，镍基体为镍丝、镍片、镍网、镍纤维毡或泡沫镍，镍基体的纯度在99.9％以上。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，熔盐的配制与净化的具体操作为：称取无水氯化物置于刚玉坩埚中，...

【技术特征摘要】

1.一种自支撑ni-fe合金高效析氧电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，镍基体的预处理具体操作为：首先将镍基体在丙酮中超声浸泡一段时间，除去其表面的油脂；然后在盐酸溶液超声清洗一段时间，除去其表面的氧化膜；最后去离子水反复冲洗除去残余的酸，自然风干。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，镍基体为镍丝、镍片、镍网、镍纤维毡或泡沫镍，镍基体的纯度在99.9％以上。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，熔盐的配制与净化的具体操作为：称取无水氯化物置于刚玉坩埚中，在高温炉中加热使其熔化得到支持电解质熔盐；然后通过预电解的方法，去除熔盐中的微量杂质金属离子。以上过程在高纯氩保护性气氛中进行。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，无水氯化物为分析纯氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化钡中的任意两种组合，使用前于300℃真空干燥48h以上。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，熔盐电...

【专利技术属性】
技术研发人员：华中胜，王静，曾正，赵志稳，郑益健，何世伟，陈超，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：