一种低载量IrO2电解水膜电极、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种低载量IrO<subgt;2</subgt;电解水膜电极、制备方法及其应用，其制备方法包括：S1、将二氧化铱和高聚物分散于混合溶液中，得纺丝前驱液；混合溶液包括Nafion溶液、水和异丙醇；S2、将纺丝前驱液进行静电纺丝，得到IrO<subgt;2</subgt;纳米纤维层；S3、热压转印于Nafion膜上，形成阳极催化层；S4、将阴极催化剂浆液喷涂于Nafion膜另一面，经热压，形成阴极催化层，最终得低载量IrO<subgt;2</subgt;电解水膜电极。本发明专利技术构筑出具有高有序化程度、纤维直径均匀可控且催化剂颗粒分布均匀的低载量IrO<subgt;2</subgt;电解水膜电极，在降低贵金属催化剂载量的同时，提高了催化剂的利用率；且扩大了膜电极的三相界面，在水电解催化中具有高活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电解水膜电极的制备，特别是涉及一种低载量iro2电解水膜电极、制备方法及其应用。

技术介绍

1、质子交换膜水电解(pemwe)由于其能量密度大、产氢纯度高等优越性吸引了大量研究人员的关注。在这其中，铱基材料作为高效的析氧反应(oer)电催化剂在质子交换膜电解水(pemwe)领域中扮演着至关重要的作用。由于ir在地球上的储量较为稀少，且价格昂贵，如果想大规模推广pemwe的研究应用就必须要降低ir的用量，使其在低载量下仍然保持较高性能工作。

2、膜电极集合体(mea)又称膜电极，是pemwe中的关键核心部件，是物质传递、电化学反应发生的重要场所，且膜电极由里及外分别由质子交换膜、催化层和气体扩散层三部分组成。传统方法是直接在质子交换膜上喷涂催化剂(ccm)，制备的膜电极上催化层的载量较高(2～4mg cm-2)，且由于催化层的颗粒堆积紧密，物质传输效率较差，需要进一步优化。通过增大膜电极的三相反应界面，从而提升催化剂利用率是降低贵金属催化剂用量的有效方法之一。

3、因此，可控的构筑膜电极最大化的三相反应界面、扩大质子交换本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低载量IrO2电解水膜电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的低载量IrO2电解水膜电极的制备方法，其特征在于：步骤S1中包括以下条件中的一项或组合：

3.根据权利要求1所述的低载量IrO2电解水膜电极的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述静电纺丝的工艺参数为：正电压为4～20kV，负电压为0～-3kV，环境温度为15～25℃，相对湿度为35％～45％，溶液推进速度为0.01～0.3ml/h，注射器针头与接收装置之间的距离为10～20cm。

4.根据权利要求1所述的低载量IrO2电解水膜电极的制备方法，其...

【技术特征摘要】

1.一种低载量iro2电解水膜电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的低载量iro2电解水膜电极的制备方法，其特征在于：步骤s1中包括以下条件中的一项或组合：

3.根据权利要求1所述的低载量iro2电解水膜电极的制备方法，其特征在于：步骤s2中所述静电纺丝的工艺参数为：正电压为4～20kv，负电压为0～-3kv，环境温度为15～25℃，相对湿度为35％～45％，溶液推进速度为0.01～0.3ml/h，注射器针头与接收装置之间的距离为10～20cm。

4.根据权利要求1所述的低载量iro2电解水膜电极的制备方法，其特征在于：步骤s2中所述接收装置为平板、栅格或滚筒状的接收装置，且所述接收装置上粘附有铝箔或硅油纸。

5.根据权利要求1所述的低载量iro2电解水膜电极的制备方法，其特征在于：步骤s3中的所述nafion膜在转印前需进行预处理，具体为，将nafion膜裁剪成所需尺寸，放置于3wt％～10wt％的过氧化氢溶液中加热1h，然后用超纯水洗涤，再放置于0.5mol/l的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程庆庆，耿茂林，杨辉，王国樑，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：