CN114318361A - 氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法、电极及应用 - Google Patents

氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法、电极及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114318361A
CN114318361A CN202111421063.0A CN202111421063A CN114318361A CN 114318361 A CN114318361 A CN 114318361A CN 202111421063 A CN202111421063 A CN 202111421063A CN 114318361 A CN114318361 A CN 114318361A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
nickel alloy
raney nickel
powder
alloy electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111421063.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114318361B (zh
Inventor
任志博
刘丽萍
王凡
王金意
余智勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaneng Clean Energy Research Institute
Huaneng Group Technology Innovation Center Co Ltd
Sichuan Huaneng Baoxinghe Hydropower Co Ltd
Sichuan Huaneng Kangding Hydropower Co Ltd
Huaneng Mingtai Power Co Ltd
Sichuan Huaneng Dongxiguan Hydropower Co Ltd
Sichuan Huaneng Fujiang Hydropower Co Ltd
Sichuan Huaneng Hydrogen Technology Co Ltd
Sichuan Huaneng Jialingjiang Hydropower Co Ltd
Sichuan Huaneng Taipingyi Hydropower Co Ltd
Original Assignee
Huaneng Clean Energy Research Institute
Huaneng Group Technology Innovation Center Co Ltd
Sichuan Huaneng Baoxinghe Hydropower Co Ltd
Sichuan Huaneng Kangding Hydropower Co Ltd
Huaneng Mingtai Power Co Ltd
Sichuan Huaneng Dongxiguan Hydropower Co Ltd
Sichuan Huaneng Fujiang Hydropower Co Ltd
Sichuan Huaneng Hydrogen Technology Co Ltd
Sichuan Huaneng Jialingjiang Hydropower Co Ltd
Sichuan Huaneng Taipingyi Hydropower Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaneng Clean Energy Research Institute, Huaneng Group Technology Innovation Center Co Ltd, Sichuan Huaneng Baoxinghe Hydropower Co Ltd, Sichuan Huaneng Kangding Hydropower Co Ltd, Huaneng Mingtai Power Co Ltd, Sichuan Huaneng Dongxiguan Hydropower Co Ltd, Sichuan Huaneng Fujiang Hydropower Co Ltd, Sichuan Huaneng Hydrogen Technology Co Ltd, Sichuan Huaneng Jialingjiang Hydropower Co Ltd, Sichuan Huaneng Taipingyi Hydropower Co Ltd filed Critical Huaneng Clean Energy Research Institute
Priority to CN202111421063.0A priority Critical patent/CN114318361B/zh
Publication of CN114318361A publication Critical patent/CN114318361A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114318361B publication Critical patent/CN114318361B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Abstract

本发明提供一种氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法、电极及应用，其中，氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法，包括以下步骤：(1)将金属颗粒混合后，球磨处理，获得组分均一的镍基合金涂料；(2)将镍基合金涂料均匀涂在电极基材上，形成厚度均匀的合金涂层，随后在惰性气氛中煅烧获得镍合金电极；(3)将镍合金电极进行碱洗，制造多孔结构，获得雷尼镍合金电极；(4)通过超声热解法在雷尼镍合金电极表面制备氧化钒颗粒修饰电极。本发明所述的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法，该方法制备的电极用于制氢，可最大限度降低制氢能耗，推动绿氢价格下降和大规模应用。

Description

氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法、电极及应用
技术领域
本发明属于电解水制氢技术领域，尤其涉及一种氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法、电极及应用。
背景技术
氢能具备成为主流能源的基础条件，符合我国清洁低碳、安全、高效的能源政策和战略方向，但是并不是所有的氢能都没有污染，只有利用风能、太阳能等可再生能源制取的绿氢才能实现碳的零排放。打造以无碳绿氢为主、多种制氢方式并存、上下游紧密衔接的氢能产业链是产业发展初期的重要问题。通过风力发电、光伏发电、水力发电经由电解水制氢是目前成熟度最高的绿氢生产技术路线。
电解水制氢技术面临的最大问题就是制氢能耗高，目前市场上成熟的碱性电解槽制氢的交流电耗为5-5.5kWh/Nm3.H2，用电成本占整个生产成本的70-85％。因此降低电耗是电解水制氢技术大规模推广应用过程无法规避的技术难题。目前相关研究主要集中在两个领域：一、开发高效析氢电极，通过调控电极组成和结构提升电极催化活性，降低析氢过电势；二、通过向电解液或电极表面引进钒氧化物抑制气泡过渡增长，降低电解槽内阻，减少电能消耗。因此，需要开发氧化钒修饰的雷尼镍合金最大限度降低制氢能耗，推动绿氢价格下降和大规模应用。
发明内容
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：电解水制氢技术面临的最大问题就是制氢能耗高，目前市场上成熟的碱性电解槽制氢的交流电耗为5-5.5kWh/Nm3.H2，用电成本占整个生产成本的70-85％。因此降低电耗是电解水制氢技术大规模推广应用过程无法规避的技术难题。目前相关研究主要集中在两个领域：一、开发高效析氢电极，通过调控电极组成和结构提升电极催化活性，降低析氢过电势；二、通过向电解液或电极表面引进钒氧化物抑制气泡过渡增长，降低电解槽内阻，减少电能消耗。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例第一方面提出一种氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将金属颗粒混合后，球磨处理，获得组分均一的镍基合金涂料；
(2)将镍基合金涂料均匀涂在电极基材上，形成厚度均匀的合金涂层，随后在惰性气氛中煅烧获得镍合金电极；
(3)将镍合金电极进行碱洗，制造多孔结构，获得雷尼镍合金电极；
(4)通过超声热解法在雷尼镍合金电极表面制备氧化钒颗粒修饰电极。
优选的，步骤(1)中，将金属颗粒混合，然后添加适量过程控制剂，进行一定时间的球磨；球磨结束后加入适量溶剂，充分搅拌获得镍基合金涂料。
优选的，步骤(1)中，金属颗粒为镍粉、A类金属粉和B类金属粉的混合粉体，三者质量比为：A类金属粉10％-20％，B类金属粉30％-50％，其余为镍粉。
较佳的，所述A类金属粉为铁、钴、钼、钨粉的一种或两种；所述B类金属粉为镁粉或铝粉。
优选的，步骤(1)中，所用的过程控制剂为2-5wt％的正庚烷，所用的溶剂为5-10wt％的乙醇或丙酮。
优选的，步骤(2)中，将镍基合金涂料均匀涂在电极基材上的方法为热喷涂、等离子喷涂和气体动力喷涂中的一种。
优选的，步骤(2)中，所形成的合金涂层厚度在10～100μm之间，所用的电极基材为镍、铁或铜材质的织网、拉伸网、冲孔网或泡沫网，煅烧温度为500～600℃，煅烧时间为30～120min。
优选的，步骤(3)中，将镍合金电极浸泡在碱液中12～48h，去离子水清洗后真空干燥，获得雷尼镍合金电极；所述碱液为10-35wt％的KOH或NaOH溶液。
优选的，步骤(4)中，在雷尼镍合金电极表面制备氧化钒颗粒修饰电极的方法为：将雷尼镍合金电极在惰性气氛中预热至300～400℃，将钒盐前驱液置于超声雾化器产生雾滴，由惰性载气携带所述雾滴喷到预热过的雷尼镍合金电极表面，喷涂时间持续2～5min，自然冷却后获得氧化钒修饰的雷尼镍合金电极。
较佳的，所述钒盐前驱液为10～30wt％硫酸氧钒水溶液、10～30wt％草酸氧钒水溶液或10～30wt％二氯氧钒水溶液。
本发明实施例的第二方面，涉及一种如上所述的制备方法所制备的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极。
本发明实施例的第三方面，涉及如上所述的制备方法所制备的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极在电解水制氢领域的应用。
根据本发明实施例的所述的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法，其优势在于：采用球磨法提升了合金粉末的混合均一度，增强了活性金属间的系统效应，碱洗后制造出分布均匀的多孔结构，提升了电极析氢活性；通过超声热解法在电极表面引入氧化钒颗粒，有效抑制电极表面气泡的过度增长，进一步降低制氢能耗。
附图说明
图1是本发明实施例的所述的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法原理图，其中：1为电极基材，2为镍合金电极，3为雷尼镍合金电极，4为氧化钒修饰镍合金电极。本原理图示意了电极结构的变化过程。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
一种氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将金属颗粒混合后，球磨处理，获得组分均一的镍基合金涂料；
(2)将镍基合金涂料均匀涂在电极基材上，形成厚度均匀的合金涂层，随后在惰性气氛中煅烧获得镍合金电极；
(3)将镍合金电极进行碱洗，制造多孔结构，获得雷尼镍合金电极；
(4)通过超声热解法在雷尼镍合金电极表面制备氧化钒颗粒修饰电极。
采用球磨法提升了合金粉末的混合均一度，增强了活性金属间的系统效应，碱洗后制造出分布均匀的多孔结构，提升了电极析氢活性；通过超声热解法在电极表面引入氧化钒颗粒，有效抑制电极表面气泡的过度增长，进一步降低制氢能耗。
在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，将金属颗粒混合，然后添加适量过程控制剂，进行一定时间的球磨；球磨结束后加入适量溶剂，充分搅拌获得镍基合金涂料。其中，所用的过程控制剂为2-5wt％的正庚烷，所用的溶剂为5-10wt％的乙醇或丙酮。需要说明的是，步骤(1)中，采用球磨方法能够将金属粉体混合均匀，后续经煅烧、碱洗后才能形成均匀的多孔合金催化层。过程控制剂用于抑制同类金属颗粒团聚，促进球磨过程中不同金属颗粒的分散和混合。
在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，金属颗粒为镍粉、A类金属粉和B类金属粉的混合粉体，三者质量比为：A类金属粉10％-20％，B类金属粉30％-50％，其余为镍粉。其中，A类金属与Ni形成合金，有利于提升反应活性；B类金属可以通过碱洗脱除，制造出雷尼结构。据此，A类金属粉可以选择铁、钴、钼、钨粉的一种或两种；B类金属粉可以选择镁粉或铝粉。
在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，将镍基合金涂料均匀涂覆在电极基材上的方法可以是热喷涂、等离子喷涂和气体动力喷涂中的一种。
在本发明的一些实施例中，步骤(2)中：所形成的合金涂层厚度在10～100μm之间；所用的电极基材为镍、铁或铜材质的织网、拉伸网、冲孔网或泡沫网。
在本发明的一些实施例中，步骤(2)中煅烧是为了让涂层内不同金属合金化，煅烧温度要合理选择。故步骤(2)中煅烧温度为500～600℃，煅烧时间为30～120min。煅烧所用的惰性气氛为氩气或氦气。
在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，碱洗并获得雷尼镍合金电极的方法为：将镍合金电极浸泡在碱液中12～48h，去离子水清洗后真空干燥，获得雷尼镍合金电极。其中，碱液为10-35wt％的KOH或NaOH溶液。碱洗的目的是脱铝或镁造孔。
在本发明的一些实施例中，步骤(4)中，通过超声热解法在雷尼镍合金电极表面制备氧化钒颗粒修饰电极的方法为：将雷尼镍合金电极在惰性气氛(可以是氦气或氩气)中预热至300～400℃(预热是为了让钒盐溶液在短时间内水解形成氧化物，负载在电极表面)，将钒盐前驱液置于超声雾化器产生雾滴，由惰性载气(可以是氦气或氩气)携带所述雾滴喷到预热过的雷尼镍合金电极表面，喷涂时间持续2～5min，自然冷却后获得氧化钒修饰的雷尼镍合金电极。其中，钒盐前驱液可以采用10～30wt％硫酸氧钒水溶液、10～30wt％草酸氧钒水溶液或10～30wt％二氯氧钒水溶液。
采用本发明实施例所述制备方法制备的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极，可以广泛用于电解水制氢领域。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1
(1)将镍粉、钼粉和铝粉按质量比35％:15％:50％混合，然后添加质量分数为4wt％的过程控制剂正庚烷，球磨3h；球磨结束后加入质量分数为8wt％的溶剂乙醇，充分搅拌获得涂料。
(2)采用等离子喷涂方法，将涂料均匀喷涂在电极基材镍泡沫网上，形成厚度为50μm的均匀合金涂层，然后在500℃的氮气气氛中煅烧90min，获得镍合金电极。
(3)将步骤(2)中获得的电极浸泡在30wt％的KOH溶液中24h，去离子水清洗后真空干燥，获得雷尼镍合金电极。
(4)将步骤(3)中获得的雷尼镍合金电极在氮气气氛中预热至350℃，将硫酸氧钒水溶液溶于去离子水中形成的质量分数为25％前驱液置于超声雾化器产生雾滴，由惰性载气氮气携带所述雾滴喷到预热过的雷尼镍合金电极表面，喷涂时间持续2min；自然冷却后获得氧化钒修饰的雷尼镍合金电极。
通过电化学工作站进行测试电极极化曲线，采用三电极体系，工作电极为1.5cm×1.5cm的新制备电极和镍泡沫网基材，辅助电极采用碳棒电极，参比电极为汞/氧化汞电极(Hg/HgO)，电解液采用30wt％的KOH溶液。对于析氢性能测试，线性扫描伏安法测试初始电位为-1V，终点电位为-2V，扫描速度为5mV s-1。对于析氧性能测试，初始电位为0.2V，终点电位为1.2V，扫描速度为5mV s-1。线性扫描伏安法测试之前，均采用循环伏安曲线扫描对电极进行活化以达到稳态，扫描范围为-1.0V到-1.8V，扫描速率为50mV s-1，循环扫描30圈。测试结果显示，在100mA cm-2电流密度条件下，新制备电极的析氢过电位为164mV，镍泡沫网基材的析氢过电位为361mV。将商用镍网作为阳极，商用聚苯硫醚膜作为隔膜，新制电极和镍泡沫网基材作为阴极分别装配碱性电解槽，进行电解制氢实验；在电流密度为0.5A/cm2条件下，阴极装备新制电极的电解槽电解电压为1.78V，阴极装备镍泡沫网基材的电解槽电解电压为1.96V。
实施例2
(1)将镍粉、铁粉和镁粉按质量比30％:20％:50％混合，然后添加质量分数为5wt％的过程控制剂正庚烷，球磨3h；球磨结束后加入质量分数为5wt％的溶剂乙醇，充分搅拌获得涂料。
(2)采用热喷涂方法，将涂料均匀喷涂在电极基材铁织网上，形成厚度为70μm的均匀合金涂层，然后在500℃的氮气气氛中煅烧120min，获得镍合金电极。
(3)将步骤(2)中获得的电极浸泡在20wt％的NaOH溶液中48h，去离子水清洗后真空干燥，获得雷尼镍合金电极。
(4)将步骤(3)中获得的雷尼镍合金电极在氮气气氛中预热至300℃，将草酸氧钒水溶液溶于去离子水中形成的质量分数为15％前驱液置于超声雾化器产生雾滴，由惰性载气氮气携带所述雾滴喷到预热过的雷尼镍合金电极表面，喷涂时间持续5min；自然冷却后获得氧化钒修饰的雷尼镍合金电极。
通过电化学工作站进行测试电极极化曲线，采用三电极体系，工作电极为1.5cm×1.5cm的新制备电极和铁织网基材，辅助电极采用碳棒电极，参比电极为汞/氧化汞电极(Hg/HgO)，电解液采用30wt％的KOH溶液。对于析氢性能测试，线性扫描伏安法测试初始电位为-1V，终点电位为-2V，扫描速度为5mV s-1。对于析氧性能测试，初始电位为0.2V，终点电位为1.2V，扫描速度为5mV s-1。线性扫描伏安法测试之前，均采用循环伏安曲线扫描对电极进行活化以达到稳态，扫描范围为-1.0V到-1.8V，扫描速率为50mV s-1，循环扫描30圈。测试结果显示，在100mA cm-2电流密度条件下，新制备电极的析氢过电位为187mV，铁织网基材的析氢过电位为392mV。将商用镍网作为阳极，商用聚苯硫醚膜作为隔膜，新制电极和铁织网基材作为阴极分别装配碱性电解槽，进行电解制氢实验；在电流密度为0.5A/cm2条件下，阴极装备新制电极的电解槽电解电压为1.83V，阴极装备镍泡沫网基材的电解槽电解电压为2.07V。
实施例3
(1)将镍粉、钴粉和铝粉按质量比60％:10％:30％混合，然后添加质量分数为3wt％的过程控制剂正庚烷，球磨3h；球磨结束后加入质量分数为10wt％的溶剂乙醇，充分搅拌获得涂料。
(2)采用气体动力喷涂方法，将涂料均匀喷涂在电极基材铜拉伸网上，形成厚度为10μm的均匀合金涂层，然后在600℃的氮气气氛中煅烧30min，获得镍合金电极。
(3)将步骤(2)中获得的电极浸泡在10wt％的KOH溶液中12h，去离子水清洗后真空干燥，获得雷尼镍合金电极。
(4)将步骤(3)中获得的雷尼镍合金电极在氮气气氛中预热至350℃，将二氯氧钒水溶液溶于去离子水中形成的质量分数为30％前驱液置于超声雾化器产生雾滴，由惰性载气氮气携带所述雾滴喷到预热过的雷尼镍合金电极表面，喷涂时间持续2min；自然冷却后获得氧化钒修饰的雷尼镍合金电极。
通过电化学工作站进行测试电极极化曲线，采用三电极体系，工作电极为1.5cm×1.5cm的新制备电极和铜拉伸网基材，辅助电极采用碳棒电极，参比电极为汞/氧化汞电极(Hg/HgO)，电解液采用30wt％的KOH溶液。对于析氢性能测试，线性扫描伏安法测试初始电位为-1V，终点电位为-2V，扫描速度为5mV s-1。对于析氧性能测试，初始电位为0.2V，终点电位为1.2V，扫描速度为5mV s-1。线性扫描伏安法测试之前，均采用循环伏安曲线扫描对电极进行活化以达到稳态，扫描范围为-1.0V到-1.8V，扫描速率为50mV s-1，循环扫描30圈。测试结果显示，在100mA cm-2电流密度条件下，新制备电极的析氢过电位为176mV，铜拉伸网基材的析氢过电位为387mV。将商用镍网作为阳极，商用聚苯硫醚膜作为隔膜，新制电极和铜拉伸网基材作为阴极分别装配碱性电解槽，进行电解制氢实验；在电流密度为0.5A/cm2条件下，阴极装备新制电极的电解槽电解电压为1.81V，阴极装备镍泡沫网基材的电解槽电解电压为2.05V。
实施例4
(1)将镍粉、钨粉和铝粉按质量比45％:15％:40％混合，然后添加质量分数为2wt％的过程控制剂正庚烷，球磨3h；球磨结束后加入质量分数为7.5wt％的溶剂乙醇，充分搅拌获得涂料。
(2)采用等离子喷涂方法，将涂料均匀喷涂在电极基材镍冲孔网上，形成厚度为100μm的均匀合金涂层，然后在525℃的氮气气氛中煅烧60min，获得镍合金电极。
(3)将步骤(2)中获得的电极浸泡在35wt％的NaOH溶液中24h，去离子水清洗后真空干燥，获得雷尼镍合金电极。
(4)将步骤(3)中获得的雷尼镍合金电极在氮气气氛中预热至400℃，将硫酸氧钒水溶液溶于去离子水中形成的质量分数为10％前驱液置于超声雾化器产生雾滴，由惰性载气氮气携带所述雾滴喷到预热过的雷尼镍合金电极表面，喷涂时间持续5min；自然冷却后获得氧化钒修饰的雷尼镍合金电极。
通过电化学工作站进行测试电极极化曲线，采用三电极体系，工作电极为1.5cm×1.5cm的新制备电极和镍冲孔网基材，辅助电极采用碳棒电极，参比电极为汞/氧化汞电极(Hg/HgO)，电解液采用30wt％的KOH溶液。对于析氢性能测试，线性扫描伏安法测试初始电位为-1V，终点电位为-2V，扫描速度为5mV s-1。对于析氧性能测试，初始电位为0.2V，终点电位为1.2V，扫描速度为5mV s-1。线性扫描伏安法测试之前，均采用循环伏安曲线扫描对电极进行活化以达到稳态，扫描范围为-1.0V到-1.8V，扫描速率为50mV s-1，循环扫描30圈。测试结果显示，在100mA cm-2电流密度条件下，新制备电极的析氢过电位为169mV，镍冲孔网基材的析氢过电位为374mV。将商用镍网作为阳极，商用聚苯硫醚膜作为隔膜，新制电极和镍冲孔网基材作为阴极分别装配碱性电解槽，进行电解制氢实验；在电流密度为0.5A/cm2条件下，阴极装备新制电极的电解槽电解电压为1.85V，阴极装备镍泡沫网基材的电解槽电解电压为2.01V。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将金属颗粒混合后，球磨处理，获得组分均一的镍基合金涂料；
(2)将镍基合金涂料均匀涂在电极基材上，形成厚度均匀的合金涂层，随后在惰性气氛中煅烧获得镍合金电极；
(3)将镍合金电极进行碱洗，制造多孔结构，获得雷尼镍合金电极；
(4)通过超声热解法在雷尼镍合金电极表面制备氧化钒颗粒修饰电极。
2.根据权利要求1所述的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将金属颗粒混合，然后添加适量过程控制剂，进行一定时间的球磨；球磨结束后加入适量溶剂，充分搅拌获得镍基合金涂料。
3.根据权利要求1或2所述的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法，其特征在于，步骤(1)中，金属颗粒为镍粉、A类金属粉和B类金属粉的混合粉体，三者质量比为：A类金属粉10％-20％，B类金属粉30％-50％，其余为镍粉；
所述A类金属粉为铁、钴、钼、钨粉的一种或两种；
所述B类金属粉为镁粉或铝粉。
4.根据权利要求2所述的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所用的过程控制剂为2-5wt％的正庚烷，所用的溶剂为5-10wt％的乙醇或丙酮。
5.根据权利要求1所述的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将镍基合金涂料均匀涂在电极基材上的方法为热喷涂、等离子喷涂和气体动力喷涂中的一种。
6.根据权利要求1所述的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所形成的合金涂层厚度在10～100μm之间，所用的电极基材为镍、铁或铜材质的织网、拉伸网、冲孔网或泡沫网，煅烧温度为500～600℃，煅烧时间为30～120min。
7.根据权利要求1所述的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法，其特征在于，步骤(3)中，将镍合金电极浸泡在碱液中12～48h，去离子水清洗后真空干燥，获得雷尼镍合金电极；所述碱液为10-35wt％的KOH或NaOH溶液。
8.根据权利要求1所述的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法，其特征在于，步骤(4)中，通过超声热解法在雷尼镍合金电极表面制备氧化钒颗粒修饰电极的方法为：将雷尼镍合金电极在惰性气氛中预热至300～400℃，将钒盐前驱液置于超声雾化器产生雾滴，由惰性载气携带所述雾滴喷到预热过的雷尼镍合金电极表面，喷涂时间持续2～5min，自然冷却后获得氧化钒修饰的雷尼镍合金电极；
所述钒盐前驱液为10～30wt％硫酸氧钒水溶液、10～30wt％草酸氧钒水溶液或10～30wt％二氯氧钒水溶液。
9.一种如权利要求1至8任意一项所述的制备方法所制备的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极。
10.如权利要求1至8任意一项所述的制备方法所制备的氧化钒修饰的雷尼镍合金电极在电解水制氢领域的应用。
CN202111421063.0A 2021-11-26 2021-11-26 氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法、电极及应用 Active CN114318361B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111421063.0A CN114318361B (zh) 2021-11-26 2021-11-26 氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法、电极及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111421063.0A CN114318361B (zh) 2021-11-26 2021-11-26 氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法、电极及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114318361A true CN114318361A (zh) 2022-04-12
CN114318361B CN114318361B (zh) 2023-07-14

Family

ID=81045976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111421063.0A Active CN114318361B (zh) 2021-11-26 2021-11-26 氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法、电极及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114318361B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115110112A (zh) * 2022-06-24 2022-09-27 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种工业制备镍钼电极的方法及镍钼电极

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3966493A (en) * 1969-04-02 1976-06-29 Varta Batterie Aktiengesellschaft Rechargeable mercury electrode
US5196048A (en) * 1992-01-30 1993-03-23 Teledyne Industries, Inc. Process for preparing a vanadium-nickel-chromium master alloy
JPH0625879A (ja) * 1992-07-10 1994-02-01 Asahi Glass Co Ltd 水酸化アルカリの製造方法
JP2000096160A (ja) * 1998-09-25 2000-04-04 Taiyo Koko Co Ltd バナジウム系水素吸蔵合金用材料及びその製造方法
CN106191916A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 天津市大陆制氢设备有限公司 一种高效的多孔Ni‑Mo析氢电极及其制备方法
US20170313595A1 (en) * 2014-10-27 2017-11-02 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Vanadium oxide film and process for producing same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3966493A (en) * 1969-04-02 1976-06-29 Varta Batterie Aktiengesellschaft Rechargeable mercury electrode
US5196048A (en) * 1992-01-30 1993-03-23 Teledyne Industries, Inc. Process for preparing a vanadium-nickel-chromium master alloy
JPH0625879A (ja) * 1992-07-10 1994-02-01 Asahi Glass Co Ltd 水酸化アルカリの製造方法
JP2000096160A (ja) * 1998-09-25 2000-04-04 Taiyo Koko Co Ltd バナジウム系水素吸蔵合金用材料及びその製造方法
US20170313595A1 (en) * 2014-10-27 2017-11-02 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Vanadium oxide film and process for producing same
CN106191916A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 天津市大陆制氢设备有限公司 一种高效的多孔Ni‑Mo析氢电极及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KAJAL KUMARDEY ET AL.: "Layered vanadium oxide nanofibers as impressive electrocatalyst for hydrogen evolution reaction in acidic medium", 《ELECTROCHIMICA ACTA》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115110112A (zh) * 2022-06-24 2022-09-27 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种工业制备镍钼电极的方法及镍钼电极
CN115110112B (zh) * 2022-06-24 2024-01-30 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种工业制备镍钼电极的方法及镍钼电极

Also Published As

Publication number Publication date
CN114318361B (zh) 2023-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110711596B (zh) 一种高效全解水电催化剂IPBAP/Ni2P@MoOx/NF及其制备方法
CN108075144B (zh) 一种燃料电池用核壳结构催化剂及制备和应用
WO2023143578A1 (zh) 多孔镍钼钴析氢电极及其制备方法和应用
CN112647092B (zh) 一种负载型镍基复合物析氢催化剂及其制备方法和应用
CN112201798B (zh) 金属催化剂及其大批量制备方法和燃料电池
CN108315761A (zh) 一种电解水制氢用二硫化三镍-镍电极材料的制备方法
CN106816614A (zh) 燃料电池用致密铂单原子层催化的制备及电极和应用
CN114744224B (zh) 一种氮掺杂碳纳米管负载镍钴复合纳米线的制备与应用
CN114318361B (zh) 氧化钒修饰的雷尼镍合金电极制备方法、电极及应用
CN113512738B (zh) 三元铁镍钼基复合材料电解水催化剂、其制备方法和应用
CN112201797B (zh) 金属催化剂及其量产制备方法和燃料电池
CN112593250A (zh) 一种中空球状磷化镍负载多孔碳电解水析氢催化剂及制法
CN116145193A (zh) 一种电催化还原硝酸根为氨的铜基催化剂及其制备方法
CN114457349B (zh) 一种碳包覆的镍钼钴析氢电极及其制备方法和应用
CN111020675B (zh) 二氧化钛纳米管掺杂的钴钨合金电沉积镀层的制备方法
CN110453256B (zh) 一种多面体钴铱纳米颗粒析氢电催化剂及其镀液和制备方法
CN114381757B (zh) 一种碳包覆的镍钼钒析氢电极及其制备方法和应用
CN113584512B (zh) 一种钴/氧化钴/氧化钼原位电极的制备方法
CN117779099A (zh) 一种利用含镍废料浸出液改性镍电极的方法
CN118048650A (zh) 一种低温等离子体结合催化剂前体成膜制备电解水催化剂的方法及其应用
CN116855994A (zh) 一种负载复合催化剂的电催化电极及其制备方法和应用
CN116856001A (zh) Ar等离子体处理制备Ru/Mn氧化物电催化剂的方法
CN117352751A (zh) 一种尿素燃料电池的自支撑电极及其制备方法
CN117344345A (zh) 一种核壳结构析氧催化剂及其制备方法与应用
CN112410820A (zh) 一种硫化铜/二硒化钼电催化剂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant