一种水电解催化剂及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种用于固体聚合物电解质水电解装置的阳极催化剂。本发明专利技术制备了一种催化剂，其分子式为ＩｒｘＲｕ１－ｘＭｙＯｚ，其中０＜ｘ≤１，０＜ｙ≤０．３，１．５＜ｚ≤２．９，Ｍ为过渡金属元素包含Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ中的一种或多种。按催化剂总重计，所含Ｍ的重量比小于１０ｗｔ％。所要求的催化剂特征在于：第三组分（或第四组分）的加入减小了催化剂微晶颗粒，增大了催化剂的比表面积，增加了催化剂的催化活性。将其用作ＳＰＥ水电解池阳极催化剂时具有较低的过电势和长寿命。所述的催化剂用于ＳＰＥ水电解装置的析氧电极、催化剂－膜组合件（ＣＣＭ）和膜－电极三合一组件（ＭＥＡ）以及用于可再生式燃料电池（ＲＦＣ）、传感器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体聚合物电解质(Solid Polymer Electrolyte, SPE)水电解阳极催化剂，具体地说是一种可应用于SPE水电解、可再生式燃料电池或各种电解应用中制氧电极的高效催化剂。
技术介绍
氢气是一种清洁、高效的能源载体，它具有可再生、无污染的特点。水电解制备氢气是制氢的一个重要手段，是一种非常成熟的制备高纯氢的技术。目前常采用的是碱性水电解技术，但存在液体电解质容易流失、设备易腐蚀等缺点。固体电解质水电解相比于传统的碱性水电解具备明显的优点，例如更高的安全可靠性、更高的能量效率，而且由SPE水电解池制备的氢气纯度可高于99. 99%。这些优点使得SPE水电解成为近年来制氢技术的研究热点。 目前在SPE水电解中常用的固体电解质膜为质子交换膜(ProtonExchangeMembrane，PEM)，其水电解过程是质子交换膜燃料电池反应的逆反过程。该电解池装置结构类似于质子交换膜燃料电池，但以不同的方式工作。在SPE水电解中，在电解池上加以电压并通入纯净的水后，在阳极上发生氧析出反应(Oxygen Evolution Reaction, 0ER)并释放出氧气，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水电解催化剂，其特征在于：所述催化剂可用分子式Ⅰｒ↓［ｘ］Ｒｕ↓［１－ｘ］Ｍ↓［ｙ］Ｏ↓［ｚ］表示，其中０＜ｘ≤１，０＜ｙ≤０．３，１．５＜ｚ≤２．９，其中Ｍ为Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ中的一种或一种以上。

【技术特征摘要】
一种水电解催化剂，其特征在于所述催化剂可用分子式IrxRu1-xMyOz表示，其中0＜x≤1，0＜y≤0.3，1.5＜z≤2.9，其中M为Mo，W，Cr中的一种或一种以上。2. 按照权利要求1所述催化剂，其特征在于所述M占催化剂总重的比例小于10wt% 大于0wt%。3. 按照权利要求2所述催化剂，其特征在于所述M占催化剂总重的比例2 6wt%。4. 按照权利要求2所述催化剂，其特征在于所述M占催化剂总重的比例2. 73 5wt%。5. —种权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征在于(1) 按所需计量比，将氧化铱、氧化钌的可溶性前体化合物以及掺杂元素M的可溶性前 体化合物溶于去离子水，上述氧化铱、氧化钌及M的前体化合物于去离子水中的摩尔浓度 为2 3mol/l ，用碱调节ra值为7 8，得到溶液A ;(2) 在A中加入碱金属的硝酸盐，搅拌状态下在60-8(TC水浴中蒸干，得到混合物B ;(3) 将混合物B在60 8(TC烘箱中干燥6 24h，空气中350 60(TC焙烧0. 5 lh， 得到固体粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华民，程金斌，陈国宝，张益宁，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]