一种用于阴离子交换膜水电解制氢的膜电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于阴离子交换膜水电解制氢的膜电极及其制备方法，包括阴离子交换膜，阴离子交换膜的两侧分别设置有阴极催化层和阳极催化层；阴极催化层中的催化剂载量为0.2‑1.0mg/cm<supgt;2</supgt;,包括铂碳催化剂、铂钌碳催化剂，和/或；阳极催化层中的催化剂载量为1.0‑10mg/cm<supgt;2</supgt;,包括镍铁氧化物催化剂、氧化铱催化剂、四氧化三钴催化剂、钴铁合金催化剂、钴镍催化剂，和/或；通过精确控制催化剂层的厚度和颗粒分布，优化了催化剂与膜材料的界面接触，减少了电解过程中电阻损失，同时提高了催化活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及膜电极，具体涉及一种用于阴离子交换膜水电解制氢的膜电极及其制备方法。

技术介绍

1、随着全球对清洁能源需求的日益增长，氢能作为一种绿色、可再生的能源载体，受到越来越多的关注。氢气在燃料电池、工业化学合成和储能等领域的应用前景广阔，尤其是在交通领域，氢燃料电池汽车的迅速发展使得高效、经济的氢气生产方法成为研究的热点。传统的氢气生产方法，如天然气重整和煤气化，虽然可以在短期内满足市场需求，但因其较高的碳排放和资源消耗，无法实现可持续发展。因此，水电解制氢作为一种零碳排放、可再生的氢气生产方式，逐渐成为主流选择。

2、水电解制氢技术基于电解水反应，将水分解成氢气和氧气。随着膜电极技术的不断进步，阴离子交换膜水电解成为近年来备受关注的电解水制氢方法之一。与传统的质子交换膜水电解相比，阴离子交换膜水电解系统具有多个优势，如较低的成本、较宽的操作温度范围以及对非贵金属催化剂的更好适应性。因此，开发高效、稳定的阴离子交换膜水电解系统成为提升制氢效率、降低成本的关键。

3、在阴离子交换膜水电解中，膜电极组件的制备是技术实现的核心之一。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于阴离子交换膜水电解制氢的膜电极，包括阴离子交换膜，所述阴离子交换膜的两侧分别设置有阴极催化层和阳极催化层；其特征在于，所述阴极催化层中的催化剂载量为0.2-1.0mg/cm2,包括铂碳催化剂、铂钌碳催化剂，和/或；所述阳极催化层中的催化剂载量为1.0-10mg/cm2,包括镍铁氧化物催化剂、氧化铱催化剂、四氧化三钴催化剂、钴铁合金催化剂、钴镍催化剂，和/或。

2.根据权利要求1所述的用于阴离子交换膜水电解制氢的膜电极，其特征在于，所述阴离子交换膜为PiperION-A20-HCO3、PiperION-A40-HCO3、PiperION-A60-HCO3、Piper...

【技术特征摘要】

1.一种用于阴离子交换膜水电解制氢的膜电极，包括阴离子交换膜，所述阴离子交换膜的两侧分别设置有阴极催化层和阳极催化层；其特征在于，所述阴极催化层中的催化剂载量为0.2-1.0mg/cm2,包括铂碳催化剂、铂钌碳催化剂，和/或；所述阳极催化层中的催化剂载量为1.0-10mg/cm2,包括镍铁氧化物催化剂、氧化铱催化剂、四氧化三钴催化剂、钴铁合金催化剂、钴镍催化剂，和/或。

2.根据权利要求1所述的用于阴离子交换膜水电解制氢的膜电极，其特征在于，所述阴离子交换膜为piperion-a20-hco3、piperion-a40-hco3、piperion-a60-hco3、piperion-a80-hco3、piperion-a10r-hco3、piperion-a15r-hco3、fumapem-faa-3-pe-30/50、fumasep-faam-15/20/40、sustainion xc37-fa、sustainion xc37-50 grade rt、sustainion xc37-50grade 60中的任意一种。

3.一种如权利要求1-2任一所述的用于阴离子交换膜水电解制氢的膜电极的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：将阴离子交换膜平铺于真空吸附台上，将阴极催化剂浆料和阳极催化剂浆料分别涂覆于质子交换膜两侧，干燥后在两侧分别附上对应的阴极扩散层和阳极扩散层，即形成膜电极。

4.根据权利要求3所述的用于阴离子交换膜水电解制氢的膜电极的制备方法，其特征在于，所述阴极催化剂浆料包括以下重量份的原料：20份阴极催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小乐，陈朋，费明明，瞿晓丽，吴定国，王建国，苏建徽，
申请(专利权)人：合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽省能源实验室，
类型：发明
国别省市：