一种不含铂的碱性溶液析氢镍基钌系复合涂层电极制造技术

技术编号:42872495 阅读:46 留言:0更新日期:2024-09-27 17:32
本发明专利技术属于电催化材料制备及应用领域,其公开了一种不含铂的碱性溶液析氢镍基钌系复合涂层电极及制备方法,涂层电极的电极基材表面涂覆有多层不含铂但含有钌的贵金属氧化物涂层或贵金属氧化物混合涂层,且位于最外面一层的贵金属氧化物涂层为不含铂但含有钌氧化物、铈氧化物和锆氧化物的贵金属氧化物混合涂层。受益于最外层涂层中氧化铈、氧化锆和氧化钌的存在,电极在碱水中保持高析氢性能的同时还具有较强的耐腐蚀能力,内层的钽氧化物、钴氧化物和钌氧化物形成了独特的异质界面,从而进一步增强了电极性能。本发明专利技术通过在最外层涂层电极上掺杂氧化铈和氧化锆,有效增强了钌系电极材料的抗腐蚀能力,并大幅降低了电解碱水制氢涂层电极的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电催化材料制备及应用,具体涉及一种不含铂的碱性溶液析氢镍基钌系复合涂层电极


技术介绍

1、化石燃料的大量燃烧对生态环境产生了严重的污染,同时化石燃料的不可再生性让全球陷入能源恐慌。为了有效缓解全球污染和能源短缺问题,亟需开发一种清洁、廉价的代替能源。氢气因其能量密度高,燃烧产物对环境无害被认为是一种极具潜力的清洁能源。电催化裂解水制氢是一种理想的氢气生产方式,基于贵金属铂开发的电极材料表现出优异的氢气析出能力和稳定性。然而铂金价格昂贵且材料稀缺,寻求一种低价高效的替代材料迫在眉睫。同为过渡金属稀有元素的钌价格不到铂的三分之一,它的质子结合能力与铂类似,并具有良好的析氢活性和耐腐蚀性。但是由于电位诱导,钌氧化物中稳定的四价钌会向高价态转变导致其在电解质中溶解度升高,使得含钌氧化物涂层的耐久性显著降低。

2、针对上述问题,有必要研发一种能够有效增强钌系电极材料的抗腐蚀能力并大幅降低成本的新型电解碱水制氢涂层电极材料。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种不含铂的碱性溶液析氢镍本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种不含铂的碱性溶液析氢镍基钌系复合涂层电极,其特征在于,电极基材表面涂覆有多层不含铂但含有钌的贵金属氧化物涂层或贵金属氧化物混合涂层,且位于最外面一层的贵金属氧化物涂层为不含铂但含有钌氧化物、铈氧化物和锆氧化物的贵金属氧化物混合涂层。

2.根据权利要求1所述的一种不含铂的碱性溶液析氢镍基钌系复合涂层电极,其特征在于,电极基材表面涂覆有含钌氧化物的第一涂层、含有钌氧化物和钴氧化物的第二涂层、含有钌氧化物和钽氧化物的第三涂层以及含有钌氧化物、铈氧化物和锆氧化物的第四涂层,且各涂层中不含铂。

3.根据权利要求2所述的一种不含铂的碱性溶液析氢镍基钌系复合涂层电极,其...

【技术特征摘要】

1.一种不含铂的碱性溶液析氢镍基钌系复合涂层电极,其特征在于,电极基材表面涂覆有多层不含铂但含有钌的贵金属氧化物涂层或贵金属氧化物混合涂层,且位于最外面一层的贵金属氧化物涂层为不含铂但含有钌氧化物、铈氧化物和锆氧化物的贵金属氧化物混合涂层。

2.根据权利要求1所述的一种不含铂的碱性溶液析氢镍基钌系复合涂层电极,其特征在于,电极基材表面涂覆有含钌氧化物的第一涂层、含有钌氧化物和钴氧化物的第二涂层、含有钌氧化物和钽氧化物的第三涂层以及含有钌氧化物、铈氧化物和锆氧化物的第四涂层,且各涂层中不含铂。

3.根据权利要求2所述的一种不含铂的碱性溶液析氢镍基钌系复合涂层电极,其特征在于,所述第四涂层作为最外面一层的贵金属氧化物涂层,其通过以下方法制得:

4.根据权利要求1至3中任一项所述的不含铂的碱性溶液析氢镍基钌系复合涂层电极,其特征在于,采用如下制备方法制备电解碱水制氢涂层电极:

5.根据权利要求4中任一项所述的不含铂的碱性溶液析氢镍基钌系复合涂层电极,其特征在于,所述第一层电极涂液的钌涂液中,其钌和水的摩尔比为10:(50~100)。

6.根据权利要求4中任一项所述的不含铂的碱性溶液析氢镍基钌系复合涂层电极,其特征在于,所述第二层电极涂液的钌钴涂液中,钌、钴和水的摩尔比为10:(1~2):(50~100)。

7.根据权利要求4中任一项所述的不含铂的碱性溶液析氢镍基钌系复合涂层电极,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐宇翔董迁张冰唐宏陈晓丽袁敏杰陈玉娇王潇
申请(专利权)人:江苏安凯特科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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