一种具有气泡导流功能的各向异性微结构电极及其制备方法与应用技术

技术编号:40060261 阅读:15 留言:0更新日期:2024-01-16 22:34
本发明专利技术公开了一种具有气泡导流功能的各向异性微结构电极,所述电极为水下超疏气电极,且表面设有平行排列的凹槽;其中,所述凹槽的宽度为1μm‑1mm,间距为1μm‑1mm,深度为1μm‑1mm。本发明专利技术通过制备结构可控的各向异性凹槽微结构电极,同时实现各向异性凹槽微结构电极水下超疏气特性,实现了超浸润电极通过表面各向异性微结构与浮力的协同作用,使电极表面气泡具有低粘附和导流效果,使得电极具有导流气泡功能,使气泡可以向平行凹槽的方向运输,从而获得更好的电解水性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电极,具体涉及一种具有气泡导流功能的各向异性微结构电极及其制备方法与应用


技术介绍

1、氢能被认为是最有发展潜力的二次能源,具有储量丰富、能量密度高、方便存储等优点。与化石燃料制氢不同,电解水制氢技术具有绿色环保、制备氢气纯度高等优势是获取氢能的有效方式之一。电解水制氢过程涉及阴极析氢反应(her)与阳极析氧反应(oer),为了提高电解水效率,通常制备了在较小过电位下达到较高电流密度的低成本电极。但是,电解水过程产生的气泡会原位粘附于电极表面,使电极与电解液有效接触面积减少,导致电解水反应活性面积减少,极大限制了其应用。因此,如何快速驱离电解水过程中电极表面产生的气泡,释放有效活性面积,成为近年来研究的热点。

2、目前,现有技术通常制备具有特殊纳米阵列的超亲水/水下超疏气电极来能防止气泡粘附在电极表面,尽管这些电极可以一定程度上减少气泡对电极表面的粘附,但气泡不能及时从电极/电解质界面快速去除,导致电极/电解质界面处的气体累积,降低电解水效率。

3、同时,现有技术经常利用微结构表面引起的对气泡的不对称拉普拉斯压力差可本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有气泡导流功能的各向异性微结构电极,其特征在于,所述电极为水下超疏气电极,且表面设有平行排列的凹槽微结构;

2.根据权利要求1所述一种具有气泡导流功能的各向异性微结构电极,其特征在于,所述水下超疏气电极通过电沉积方法制备。

3.根据权利要求2所述一种具有气泡导流功能的各向异性微结构电极,其特征在于,所述电沉积方法中采用的沉积液为硫脲、次亚磷酸钠、硝酸铁和硝酸镍的混合液。

4.根据权利要求3所述一种具有气泡导流功能的各向异性微结构电极,其特征在于,所述硫脲的浓度为0.01-1mol/L,所述次亚磷酸钠的浓度为0.01-1mol/L,所述硝酸铁的...

【技术特征摘要】

1.一种具有气泡导流功能的各向异性微结构电极,其特征在于,所述电极为水下超疏气电极,且表面设有平行排列的凹槽微结构;

2.根据权利要求1所述一种具有气泡导流功能的各向异性微结构电极,其特征在于,所述水下超疏气电极通过电沉积方法制备。

3.根据权利要求2所述一种具有气泡导流功能的各向异性微结构电极,其特征在于,所述电沉积方法中采用的沉积液为硫脲、次亚磷酸钠、硝酸铁和硝酸镍的混合液。

4.根据权利要求3所述一种具有气泡导流功能的各向异性微结构电极,其特征在于,所述硫脲的浓度为0.01-1mol/l,所述次亚磷酸钠的浓度为0.01-1mol/l,所述硝酸铁的浓度为0.01-1mol/l,所述硝酸镍的浓度为0.01-1mol/l。

5.根据权利要求2所述一种具有气泡导流功能的各向异性微结构电极,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:田东亮李玉梁张秋雅高锦鑫苏家炜王怡博张孝芳江雷
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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