PEM电解水制氢用阳极材料涂层、阳极材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及PEM电解水制氢技术领域，提供一种PEM电解水制氢用阳极材料涂层、阳极材料及制备方法。该涂层自下而上包括底层、设置在底层表面的中间层、设置在中间层表面的表面层；底层包含氧化物，中间层包含金属氮化物，表面层包括附着在中间层表面的贵金属颗粒。该方法包括：对基材层表面抛光处理，酸浸泡或先碱浸泡后酸浸泡，再依次在去离子水、无水乙醇中超声清洗，吹干；采用热处理/浸渍烧结、磁控溅射、真空等离子喷涂、电弧等离子体沉积、化学气相沉积中的一种在基材层表面依次制备底层、中间层、表面层。本发明专利技术能够降低阳极材料涂层中的贵金属含量，大大降低了制备成本，且提升了阳极材料涂层的耐蚀性能和导电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及pem电解水制氢，尤其是涉及一种pem电解水制氢用阳极材料涂层、阳极材料及制备方法。

技术介绍

1、碱性（awe）电解水和质子交换膜（pem）电解水是目前应用最广泛的电解水技术。与碱性电解槽相比，pem电解槽可以在超过2a/cm2的大电流密度下运行，其集成度更高，这可以大大减小槽的体积；由于聚合物电解质膜的存在，这些器件可以直接输送压缩氢气，氢气纯度更高；同时，其瞬态响应时间更短，制氢效率更高，可以预见未来pem在可再生能源电力储能和汽车加氢站等领域中具有广阔的应用前景。

2、阳极材料是pem电解水制氢槽的关键材料，包括诸如双极板、气体扩散层等。其中，双极板及扩散层，起到分割空间、导电及控制气液传输的作用。燃料电池中常用的阳极材料为碳基，但在高电位的作用下，碳极易发生腐蚀，影响电解槽的电解效率和使用寿命。金属的材料因具有加工工艺成熟、力学性能及导电导热性能优异、高孔隙率等特点，较为广泛地应用于pemwe阳极。但是，裸露的金属阳极材料容易在pemwe的酸性环境中发生腐蚀，腐蚀发生时释放的腐蚀离子对催化剂有毒化作用，同时，其表面生成的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种PEM电解水制氢用阳极材料涂层，其特征在于，自下而上，包括底层、设置在所述底层表面的中间层、设置在所述中间层表面的表面层；所述底层包含氧化物，所述中间层包含金属氮化物，所述表面层包括附着在中间层表面的贵金属颗粒。

2.根据权利要求1所述的PEM电解水制氢用阳极材料涂层，其特征在于，所述底层中氧元素含量为10-80at%，优选为10-50at%。

3.根据权利要求1所述的PEM电解水制氢用阳极材料涂层，其特征在于，所述中间层中金属氮化物为Zr、Nb、Cr、Ni、Ti、Si、C中一种以上元素的氮化物。

4.根据权利要求1所述的PEM电解水制氢用阳极...

【技术特征摘要】

1.一种pem电解水制氢用阳极材料涂层，其特征在于，自下而上，包括底层、设置在所述底层表面的中间层、设置在所述中间层表面的表面层；所述底层包含氧化物，所述中间层包含金属氮化物，所述表面层包括附着在中间层表面的贵金属颗粒。

2.根据权利要求1所述的pem电解水制氢用阳极材料涂层，其特征在于，所述底层中氧元素含量为10-80at%，优选为10-50at%。

3.根据权利要求1所述的pem电解水制氢用阳极材料涂层，其特征在于，所述中间层中金属氮化物为zr、nb、cr、ni、ti、si、c中一种以上元素的氮化物。

4.根据权利要求1所述的pem电解水制氢用阳极材料涂层，其特征在于，所述表面层中贵金属为铂、金、铱、钌中的一种以上。

5.根据权利要求1所述的pem电解水制氢用阳极材料涂层，其特征在于，所述底层的厚度＜200nm，所述中间层的硬度＞20gpa、厚度≤3μm，所述贵金属颗粒的粒径为1-300nm、附着率＜60%。

6.一种pem电解水制氢用阳极材料，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘蔚，于庆河，王维静，郝雷，米菁，刘皓，
申请(专利权)人：有研工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：