【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电解制氢材料，具体涉及一种电解制氢催化电极及其制备方法。
技术介绍
1、开发高效环境友好型能源是绿色低碳之路的重要举措，这其中氢能作为清洁能源，在世界能源转型发展中具有广阔的前景。电解水制氢以水为原料，用电解法将水分解成氢气和氧气，方法简单高效，且随着太阳能、风能以及潮汐能发电技术的发展，过剩的电能用于电解水制氢转化为氢能，已成为解决目前能源危机的重要途径之一。大规模电解制氢系统的主要设备包括电解水制氢装置、氢气纯化装置、氢气压缩机、储氢罐等，能量消耗少、氢气成本低、运行安全可靠是该系统主要设备的配置原则。电解水制氢在标准温度和压力下，电化学水分解的理论能量为237.2kj/mol，即热力学平衡点位为1.23v。然而，电极极化导致实际反应需要较高的过电位才能产生电流，不管是两电子转移的阴极析氢反应(her，hydrogen evolution reaction)，还是四电子转移的阳极析氧反应(oer，oxygenevolution reaction)，都会引起电极极化从而造成额外电能损耗。催化材料具有有效降低her和oer反应中间产物的形成能，从而降低电解水的过电位，开发高效的电催化剂及电极材料提高电解水效率，对于实现低成本电解制氢具有重要意义。
2、现阶段电解制氢电极材料的制作方法主要有：1)表面涂敷法，即将催化材料分散于nafion溶液中形成悬浊液，然后将悬浊液涂敷到洁净的导电基体表面并干燥获得，这种方法的优点是简单易行，但制备的电极在长时间制氢反应过程中机械稳定差；2)粘接法，即将催化活性物质与导
3、可以看出，上述催化电极制备方法大都存在一定的不足，影响使用性能，特别是在工程化应用过程中，上述方法制备的催化电极性能效果欠佳。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是现有制作电解制氢催化电极的方法各自存在一定的不足，影响电解制氢催化电极的使用性能。
2、本专利技术的目的在于提供一种电解制氢催化电极的制备方法，所述制备方法包括：
3、获取导电基材且对其进行清洗；
4、将清洗后的导电基材置于真空环境中，采用离子注入方式将催化剂材料离子注入至所述导电基材上。
5、作为一种可能的设计，所述真空环境的真空度大于1×10-3pa。
6、作为一种可能的设计，所述真空环境的真空度大于1×10-3pa且小于8×10-4pa。
7、作为一种可能的设计，所述离子注入方式过程中所使用的加速电压为10～400kev。
8、作为一种可能的设计，所述离子注入方式过程中所使用的加速电压为80～100kev。
9、作为一种可能的设计，所述离子注入方式过程中离子的注入剂量为5×1017/cm2～8×1017/cm2。
10、作为一种可能的设计，所述导电基材包括泡沫镍或导电碳纤维纸。
11、作为一种可能的设计，所述催化剂材料包括含有高熵合金材料的pt催化剂、fe催化剂或ni催化剂，过渡金属硫族化合物、过渡金属碳化物、过渡金属磷化物、过渡金属氮化物、含有油充橡胶的ruo2、iro2、钙钛矿型、尖晶石型氧化物、金属磷酸盐、过渡金属硼化物、过渡金属硫化物以及碳基材料。
12、本专利技术的有益效果：本专利技术采用离子注入方式将催化剂材料注入于导电基体上，在导电基体内部浅表面形成具有纳米结构催化活性点的复合改性层，是结构功能一体化的催化电极。因此，本专利技术所获得的电解制氢催化电极不存在结合强度问题，在不影响导电基体的导电性能的情况下，还能够形成具有纳米结构催化活性点，不影响导电基体的机械结构性能。采用离子注入方式所获得的电解制氢催化电极的过电位为100mv～400mv，由此可知，具有良好的催化性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述真空环境的真空度大于1×10-3Pa。
3.根据权利要求1所述的电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述真空环境的真空度大于1×10-3Pa且小于8×10-4Pa。
4.根据权利要求1所述的电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述离子注入方式过程中所使用的加速电压为10～400keV。
5.根据权利要求4述的电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述离子注入方式过程中所使用的加速电压为80～100keV。
6.根据权利要求1所述的电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述离子注入方式过程中离子的注入剂量为5×1017/cm2～8×1017/cm2。
7.根据权利要求1所述的电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述导电基材包括泡沫镍或导电碳纤维纸。
8.根据权利要求1所述的电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述催化剂材料包括含有高熵合金材料的P
9.根据权利要求1-8任一项所述制备方法获得电解制氢催化电极。
10.根据权利要求9所述的电解制氢催化电极，其特征在于，所述电解制氢催化电极的过电位为100mV～400mV。
...【技术特征摘要】
1.一种电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述真空环境的真空度大于1×10-3pa。
3.根据权利要求1所述的电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述真空环境的真空度大于1×10-3pa且小于8×10-4pa。
4.根据权利要求1所述的电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述离子注入方式过程中所使用的加速电压为10～400kev。
5.根据权利要求4述的电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述离子注入方式过程中所使用的加速电压为80～100kev。
6.根据权利要求1所述的电解制氢催化电极的制备方法，其特征在于，所述离子注入方式过程中离子...
【专利技术属性】
技术研发人员：金凡亚，但敏，张珂嘉，张虹，黄熠，唐国庆，杨彪，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。