一种大电流密度下电催化析氧反应异质结催化剂及其制备方法技术

技术编号:41137881 阅读:33 留言:0更新日期:2024-04-30 18:08
本发明专利技术属于电催化剂技术领域,公开一种大电流密度下电催化析氧反应异质结催化剂及其制备方法。所述催化剂包括导电基底和RuO<subgt;2</subgt;‑Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;异质结,RuO<subgt;2</subgt;‑Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;异质结以纳米花阵列的形式负载在导电基底上。步骤如下:(1)、将水溶性钴盐、尿素、氟化铵溶解于水中,放入导电基底,水热反应;反应结束后冷却至室温,取出导电基底,洗涤,干燥,随后在空气中焙烧,得到Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;/导电基底;(2)、将步骤(1)所得Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;/导电基底浸渍于RuCl<subgt;3</subgt;溶液中,40~80℃下离子交换1~3 h,得到Ru‑Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;/导电基底;(3)、将步骤(2)所得Ru‑Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;/导电基底在空气中退火,得到目标催化剂。本发明专利技术制备的催化剂,大电流密度下性能优异,易于实施,接近实际生产使用,适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电催化剂,具体涉及一种大电流密度下电催化析氧反应异质结催化剂及其制备方法


技术介绍

1、能源短缺是未来社会发展将面临的巨大挑战之一,随着化石燃料的迅速消耗以及由此产生的日益严重的环境问题,探寻新型清洁、可再生能源已成经为全球性的热点课题。氢能,具有较高的能量密度、无污染、co2零排放及可再生等优点,为开辟低碳甚至无碳能源经济的道路指明了新方向。电解水技术是由阴极析氢反应(her)和阳极析氧反应(oer)组成,而且oer反应也是可充电金属-空气电池以及燃料电池中十分关键的反应过程。然而其受限于工业上碱性电解液中缓慢的动力学和较大的过电位,因此,高效稳定的水分解oer催化剂在可再生能源的储存和转化中起着至关重要的作用。

2、商业电解槽所需的电流密度为400~2500 ma·cm-2。满足工业级电催化水裂解催化材料应具备:(1)原料廉价;(2)制备工艺简单;(3)大电流密度下活性和稳定性高。大电流密度是工业电解水器件的现实需求。目前,商业用电解水催化剂多为pt、rh、ir等贵金属材料,但其储量稀少、价格昂贵等因素制约了制氢技术的进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大电流密度下电催化析氧反应异质结催化剂,其特征在于:所述催化剂包括导电基底和RuO2-Co3O4异质结,RuO2-Co3O4异质结以纳米花阵列的形式负载在导电基底上。

2.如权利要求1所述的大电流密度下电催化析氧反应异质结催化剂,其特征在于:所述导电基底为泡沫镍或碳布。

3.一种如权利要求1或2所述的大电流密度下电催化析氧反应异质结催化剂的制备方法,其特征在于,步骤如下:

4.如权利要求3所述的大电流密度下电催化析氧反应异质结催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,导电基底再使用之前,先用浓盐酸清洗,然后再依次用乙醇和水清洗。

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【技术特征摘要】

1.一种大电流密度下电催化析氧反应异质结催化剂,其特征在于:所述催化剂包括导电基底和ruo2-co3o4异质结,ruo2-co3o4异质结以纳米花阵列的形式负载在导电基底上。

2.如权利要求1所述的大电流密度下电催化析氧反应异质结催化剂,其特征在于:所述导电基底为泡沫镍或碳布。

3.一种如权利要求1或2所述的大电流密度下电催化析氧反应异质结催化剂的制备方法,其特征在于,步骤如下:

4.如权利要求3所述的大电流密度下电催化析氧反应异质结催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,导电基底再使用之前,先用浓盐酸清洗,然后再依次用乙醇和水清洗。

5.如权利要求3所述的大电流密度下电催化析氧反应异质结催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,水溶性钴盐以其中的钴计量,水溶性钴盐∶尿素∶氟化铵∶水=(0.03~0.05)mmol∶(3~6) mg∶(1~2)mg∶1 ml...

【专利技术属性】
技术研发人员:李卫东张冰岳丹马强秦博文刘琰张向丹王振领
申请(专利权)人:河南工程学院
类型:发明
国别省市:

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