一种碱性纯水电解析氧反应电极材料及其合成方法和应用技术

技术编号:44636794 阅读:12 留言:0更新日期:2025-03-17 18:30
本发明专利技术公开了一种碱性纯水电解析氧反应电极材料及其合成方法和应用,首先将镍基底进行预处理,处理后的镍基底置于真空干燥箱中;将含有Sn<supgt;4+</supgt;的金属盐溶于去离子水中,搅拌至完全溶解得到前驱体溶液;将镍基底完全浸没在配制的前驱体溶液中静置,静置后取出镍电极经干燥后即可得到碱性纯水电解析氧反应的电极材料,该材电极料具有均匀且致密的二维纳米片状阵列结构,利用本发明专利技术方法合成的电极材料对对碱性模拟海水电解析氧反应具有良好的催化效果,在1M KOH介质中,10 mA cm<supgt;‑2</supgt;电流密度下过电势仅需300~330 mV,在1M KOH介质中,500 mA cm<supgt;‑2</supgt;电流密度下的稳定性可长达24h,没有出现失活。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于含锡、镍的二维纳米材料制备,具体涉及一种碱性纯水电解析氧反应电极材料及其合成方法和应用


技术介绍

1、在各种制氢技术中,利用间歇性可再生能源(如太阳能、风能和潮汐能)驱动电化学水分解以制备氢气,因其清洁、绿色、无污染的特点,展现出显著的应用潜力。

2、电化学水分解过程包括两个关键的半反应:阴极上的析氢反应(her)和阳极上的析氧反应(oer)。相比于her的两电子转移过程,oer涉及复杂的四电子转移路径,并伴随oh-的吸附与解离、o-o中间体的形成以及o2的解吸等一系列反应步骤,导致其动力学显著缓慢,成为整个电化学水分解过程的瓶颈。因此,如何设计和开发高效的oer催化剂,提升反应动力学效率,是推动电解水制氢技术发展的关键所在。值得注意的是,在碱性介质中,由于oh⁻浓度远高于酸性或中性介质,其oer反应动力学得以显著改善,碱性条件被认为更有利于电化学水分解的实现。尽管基于iro2和ruo2的贵金属催化剂在oer中表现出卓越的催化性能,但其高成本、低丰度以及长期稳定性差等缺点极大地限制了其工业化应用。因此,开发基于地球丰富元素的高活本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碱性纯水电解析氧反应电极材料,其特征在于该电极材料包括镍基底和通过溶液浸渍法于镍基底上原位生成的表面致密催化层,所述表面致密催化层为含镍、锡的氧化物或者氢氧化物。

2.根据权利要求1所述的一种碱性纯水电解析氧反应电极材料,其特征在于该电极材料为具有均匀且致密的二维纳米片状阵列结构,其片状横向厚度为20 ~ 60 nm,纵向长度为200 ~ 500 nm。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的碱性纯水电解析氧反应电极材料的合成方法,其特征在于包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的碱性纯水电解析氧反应电极材料的合成方法,其特征在于步骤1)镍基底预...

【技术特征摘要】

1.一种碱性纯水电解析氧反应电极材料,其特征在于该电极材料包括镍基底和通过溶液浸渍法于镍基底上原位生成的表面致密催化层,所述表面致密催化层为含镍、锡的氧化物或者氢氧化物。

2.根据权利要求1所述的一种碱性纯水电解析氧反应电极材料,其特征在于该电极材料为具有均匀且致密的二维纳米片状阵列结构,其片状横向厚度为20 ~ 60 nm,纵向长度为200 ~ 500 nm。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的碱性纯水电解析氧反应电极材料的合成方法,其特征在于包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的碱性纯水电解析氧反应电极材料的合成方法,其特征在于步骤1)镍基底预处理过程如下:

5.根据权利要求3所述的碱性纯水电解析氧反应电极材料的合成方法,其特征在于步骤1)中镍基底为泡沫镍、镍网或镍箔。

6.根据权利要求3所述的碱性纯水电解析氧反应电极材料的合成...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔国凯何金林贻超田子奇
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:

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