CN117904651A - 一种应用于水分解催化的mea水分解装置及电沉积制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明设计一种应用于水分解催化的MEA水分解电沉积装置及其制备方法，包括以下步骤：步骤S1：将硅胶垫片放置在阴极集电板上；步骤S2：将喷涂好的阴极碳布放置在硅垫片切口中，不接触覆盖液体流动通道的集电板中心的硅；步骤S3：使用支撑阴离子膜覆盖喷涂的碳布，将第二层硅垫片放置在现有层的顶部；步骤S4：将准备好的镍网夹层放置在硅垫片切口的中心，不接触硅垫片；步骤S5：将阳极集电板放在顶部，并用螺钉固定。本发明优化了纯镍网在MEA中高电流下的效应，增加了其体表面积增加了其作为催化剂基底的性能，使其在生长同样的镍铁催化剂时性能有大幅度提升。
Description
技术领域
本发明涉及水分解领域，具体是涉及一种应用于水分解催化的MEA水分解装置及电沉积制备方法。
背景技术
水分解催化剂是可以促进水分解过程以产生氧气和氢气的材料，膜电极组件MEA是许多电化学装置的关键部件，而传质限制是影响MEA水分解装置性能和效率的关键因素，该装置使用OER催化剂从水中产生氢气和氧气。现有的OER催化剂虽然能较好的促进水分解，但是其多为稀有且昂贵的元素，例如铱、铂和钌，这也导致了OER催化剂的生产成本变得高昂，并限制了它们在大规模商业应用中的可扩展性。
研究人员已经发现并合成了一系列用于OER催化剂的新材料，例如金属氧化物、钙钛矿和金属有机骨架，它们具有高催化活性、稳定性和选择性，并可以通过掺杂、表面改性和其他方法进行微调，以进一步提高其性能。
如中国专利CN113174600A公开的一种多孔镍网电解水催化材料及其制备方法，该多孔镍网电解水催化材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1、在两电极体系中，电解槽内设置有电解液，将经过预处理的商业镍网作为工作电极，铂片作为对电极，施加电流后，使用电沉积法将镍纳米颗粒层负载于商业镍网上，得到负载镍纳米颗粒层的商业镍网；步骤2、将步骤1负载镍纳米颗粒层的商业镍网从电解槽中取出后，经洗涤和自然干燥得到多孔镍网电解水催化材料。其所制备的多孔镍网电解水催化材料具有较高的催化活性，可以有效提高电解水效率，降低能耗，从而大幅降低电解水制氢成本，但是由于镍网的表面粗糙度较高，反而会降低阴离子交换膜的力学性能。
高效的水分解需要在MEA的各个组件之间快速传输反应物、产物和电解质离子，传质方面的限制会导致水分解过程的性能不佳和效率降低，并且OER催化剂的活性和有效性也会因传质不良而受到限制。例如，如果反应物不能足够快地到达催化剂表面，则OER反应可能无法有效进行，从而导致较低的氢气生产率。其次MEA中的膜性能也会受到传质限制的影响。例如，如果反应物和产物不能足够快地扩散通过膜，这会损害膜性能并降低水分解过程的效率。最后传质限制还会导致局部浓度梯度和不均匀的电流密度，进而导致MEA组件的磨损不均匀，最终导致设备的耐用性和使用寿命降低。
如中国专利CN110205636A公开的一种自支撑型三维多孔结构双功能催化电极的制备方法。该双功能催化电极的制备是以镍网为阴极，惰性导电体为阳极，在氯化镍、氯化铵的水溶液中，常温、常压条件下进行电沉积，制备三维层级多孔的镍；此后将得到的镍网作为电沉积的阴极，使用惰性导电体为阳极，浸入含有硝酸镍、硫酸亚铁、乙二醇的水溶液中，在常温、常压条件下再进行电沉积处理，得到具有多孔层级结构的镍铁/镍/镍催化电极；通过两步电沉积实现得到有效活性面积大、气泡析出通道和优异的导电性，在碱性条件下表现出优异的电化学析氢和析氧性能的电极，但是同样由于镍铁/镍/镍催化电极为多孔层级结构，其表面粗糙反而会降低阴离子交换膜的力学性能。
由于现有OER催化剂中的镍网表面粗糙，因此会降低阴离子交换膜的力学性能，在MEA水分解装置组装中并不会起到保护阴离子交换膜的作用，此时就急需设计一种新的水分解装置及其电沉积制备方法，以解决传质方面的限制会导致水分解过程的性能不佳和效率降低的问题。
发明内容
针对于OER 催化剂的活性和有效性会因传质不良而受到限制，以及反应物和产物不能足够快地扩散通过膜，损害其性能并降低水分解过程的效率，并且在传质限制还会导致局部浓度梯度和不均匀的电流密度，导致 MEA 组件的磨损不均匀使其设备的耐用性和使用寿命降低，因此，解决传质以及活性位点限制对于在 MEA 中水分解装置的效率以及阳极应用中膜与电极的配合至关重要。
为解决上述问题，本发明设计一种应用于水分解催化的MEA水分解装置及电沉积制备方法。
一种应用于水分解催化的MEA水分解的电沉积装置，其特征在于，包括：双极板、垫片、AOE电解池、阳极催化剂、阴离子交换膜和阴极催化剂；
所述双极板包括前双极板和后双极板；所述前双极板位于装置前端，后双极板位于装置的后端，前双极板和后双极板通过螺栓连接；
所述双极板的前双极板侧面固定焊接矩形圆角插销；所述前双极板四周固定设置螺栓，用于连接后双极板；所述前双极板内侧中间处开有矩形内凹槽，凹槽中间处设置流道；所述前双极板的外侧中间处固定设置AEM电解池；
所述双极板的后双极板侧面固定焊接矩形圆角插销，并与前双极板的矩形圆角插销对称布置；所述后双极板内侧四周开有孔槽，用于连接前双极板的螺栓；所述后双极板内侧中间处开有矩形内凹槽，凹槽中间处设置流道；所述后双极板外侧中间处设置AEM电解池；
所述AEM电解池位于前双极板中间位置，并与前双极板固定连接；
所述垫片包括前垫片和后垫片；所述前垫片位于前双极板和后双极板之间，并与前双极板紧密相邻；所述后垫片位于前双极板和后双极板之间，并与后双极板紧密相邻；
所述垫片采用矩形结构，四周的边缘处开有孔槽，用于套入双极板的螺栓；所述垫片中间开有矩形孔槽；
所述前垫片和后垫片之间布置阳极催化剂、阴离子交换膜和阴极催化剂；
所述阳极催化剂位于前垫片和阴离子交换膜之间；
所述阴极催化剂位于阴离子交换膜和后垫片之间；
所述阴离子交换膜位于阳极催化剂和阴极催化剂之间；
所述阳极催化剂、阴离子交换膜和阴极催化剂均为矩形结构形状；所述阳极催化剂、阴离子交换膜和阴极催化剂中间位置与双极片的流道位于同一水平位置。
优选的，所述阳极催化剂设置在阳极镍网的网面上；所述阳极催化剂采用镍铁材料制成。
优选的，所述阳极催化剂制备方法为，称取Ni(NO3)2·6H2O，将其溶解在异丙醇中，称取 FeSO4·7H2O，并将其溶解在水中，合并两种溶液并将处理过的镍网基底浸入混合物中，用离子水和乙醇洗涤浸泡的催化剂，将得到的催化剂真空干燥后保存使用。
优选的，所述阴极催化剂采用的材料为铂碳，所制的阴极催化剂可通过后垫片的中心孔槽与流道相互作用。
优选的，所述 阴极催化剂的制备方法为：将铂碳与异丙醇、全氟磺酸 ™ 膜溶液和超纯水混合，得到分散良好的浆料，将浆料均匀地喷涂在热板上的碳布。
优选的，所述的一种应用于水分解催化的MEA水分解电沉积装置的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：将硅胶垫片放置在阴极集电板上；
步骤S2：将喷涂好的阴极碳布放置在硅垫片切口中，不接触覆盖液体流动通道的集电板中心的硅；
步骤S3：使用支撑阴离子膜覆盖喷涂的碳布，将第二层硅垫片放置在现有层的顶部；
步骤S4：将准备好的镍网夹层放置在硅垫片切口的中心，不接触硅垫片；
步骤S5：将阳极集电板放在顶部，并用螺钉固定。
优选的，所述步骤S4的镍网制备步骤如下：
步骤S41：将目数为50-70与280-300的工业纯镍网放入烧杯中，并将纯1-3mol的HCl溶液倒入烧杯中，使镍网完全浸没；
步骤 S42：用水和乙醇洗涤经酸处理的网；
步骤 S43：将处理过的镍网完全对齐，然后放入压片机中，对网眼施加8MPa-12MPa的压力做出镍网叠层；
步骤S44：用铂金夹子夹住镍上方叠层，将剩余部分浸泡于0.5MOL-1MOL的硝酸镍水溶液中通过三电极电沉积，施加衡电压120-210秒；
步骤S45：将电沉积完电沉积过的镍网放入温度为450°-550°的管式炉中，加入5%-6%氢、95%-98%氮的混合气体还原1-2小时；
步骤S46：将还原后的电沉积过的镍网放入到七水硫酸亚铁的硝酸镍溶液中放置22-24个小时。
优选的，所述步骤S41中的镍网放入HCl溶液后进行对烧杯盖上封口膜，然后将其放入超声波清洗器中1小时-2小时，直到溶液的颜色从无色变为蓝绿色。
优选的，所述步骤S44中的镍上方叠层的对电极为铂网，参比电极为氯化银。
优选的，所述步骤S46中的七水硫酸亚铁的硝酸镍溶液是将1g-2g的硝酸镍溶解入15ml-20ml的水中，然后将0.3g-0.4g的七水硫酸亚铁溶解入5ml-8ml的水中，将溶解后的七水硫酸亚铁滴入硝酸镍溶液。
对于现有技术，本申请的技术方案具有如下的优点和效果：
1、本发明一种应用于水分解催化的MEA水分解装置及电沉积制备方法，在制作工艺更加简单，只需要水、乙醇、六水硝酸、，HCL、氢、氮、混合气以及镍网，造价低可以广泛。
2、本发明一种应用于水分解催化的MEA水分解装置及电沉积制备方法，对MEA中膜通过高压处理，使得镍网变得平滑，通过堆叠增加了体表面积以及沉积的方法从而增加了活性位点。
3、本发明一种应用于水分解催化的MEA水分解装置及电沉积制备方法，通过不同目数的堆叠改变了并且提升了气泡分布从而改变并减少传质的阻碍，优化了纯镍网在MEA中高电流下的效应，增加了其体表面积增加了其作为催化剂基底的性能，使其在生长同样的镍铁催化剂时性能有大幅度提升。
4、本发明一种应用于水分解催化的MEA水分解装置及电沉积制备方法，通过电沉积，EPR测试明显证明其电镀后的镍网基底氧空穴位有明显增加，并且在生长Se和Fe 金属后，氧空穴位也有相应的明显增加，通过电沉积后， ICP也能证明其基底上Fe和Se的生长有明显的提升从33%提升到了55%。
上述仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述及其他目的、优点和特征。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本发明装置结构图；
图2是本发明叠加镍网结构图；
图3是本发明电沉积处理过后镍网结构图；
图4是本发明不同种类和有无电沉积的EPR 数据对比图；
图5是本发明NiFe有无电沉积的ICP 数据对比图；
图6是本发明不同电沉积时间的浓度对比图；
图7是本发明不同电压情况下膜有无电沉积镍的变化图；
图8是本发明电沉积处理300+60镍网的形状图；
图9是本发明无电沉积处理300+60镍网的形状图。
附图标记：1、前双极板；2、后双极板；3、前垫片；4、后垫片；5、阳极催化剂；6、阴离子交换膜；7、阴极催化剂。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。应该理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“本实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“一个实施例”或“本实施例”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身并不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示:单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示:单独存在A，单独存在A和B两种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
实施例1
本实施例主要介绍一种应用于水分解催化的MEA水分解的主体装置，如图1所示。
一种应用于水分解催化的MEA水分解装置，其特征在于，包括：双极板、垫片、AOE电解池、阳极催化剂5、阴离子交换膜6和阴极催化剂7；
所述双极板包括前双极板1和后双极板2；所述前双极板1位于装置前端，后双极板2位于装置的后端，前双极板1和后双极板2通过螺栓连接；
所述AEM电解池位于前双极板1中间位置，并与前双极板1固定连接；
所述垫片包括前垫片3和后垫片4；所述前垫片3位于前双极板1和后双极板2之间，并与前双极板1紧密相邻；所述后垫片4位于前双极板1和后双极板2之间，并与后双极板2紧密相邻；
所述前垫片3和后垫片4之间布置阳极催化剂5、阴离子交换膜6和阴极催化剂7；所述阳极催化剂5位于前垫片3和阴离子交换膜6之间；所述阴极催化剂7位于阴离子交换膜6和后垫片4之间；所述阴离子交换膜6位于阳极催化剂5和阴极催化剂7之间。
进一步，所述双极板的前双极板1侧面固定焊接矩形圆角插销；所述前双极板1四周固定设置螺栓，用于连接后双极板2；所述前双极板1内侧中间处开有矩形内凹槽，凹槽中间处设置流道；所述前双极板1的外侧中间处固定设置AEM电解池。
进一步，所述双极板的后双极板2侧面固定焊接矩形圆角插销，并与前双极板1的矩形圆角插销对称布置；所述后双极板2内侧四周开有孔槽，用于连接前双极板1的螺栓；所述后双极板2内侧中间处开有矩形内凹槽，凹槽中间处设置流道；所述后双极板2外侧中间处设置AEM电解池。
进一步，所述垫片采用矩形结构，四周的边缘处开有孔槽，用于套入双极板的螺栓；所述垫片中间开有矩形孔槽。
进一步，所述垫片中间布置阳极催化剂5、阴离子交换膜6和阴极催化剂7；所述阳极催化剂5、阴离子交换膜6和阴极催化剂7均为矩形结构形状；所述阳极催化剂5、阴离子交换膜6和阴极催化剂7中间位置与双极片的流道位于同一水平位置。
本发明的制作工艺更加简单，只需要水、乙醇、六水硝酸、，HCL、氢、氮、混合气以及镍网，造价低可以广泛使用，通过高压处理MEA中膜，使得镍网变得平滑，通过堆叠增加了体表面积以及沉积的方法从而增加了活性位点。
实施例2
本实施例基于上述实施例1，主要介绍一种应用于水分解催化的MEA水分解装置的电沉积制备方法，如以下步骤。
步骤S1：将硅胶垫片放置在阴极集电板上；
步骤S2：将喷涂好的阴极碳布放置在硅垫片切口中，不接触覆盖液体流动通道的集电板中心的硅；
步骤S3：使用支撑阴离子膜覆盖喷涂的碳布，将第二层硅垫片放置在现有层的顶部；
步骤S4：将准备好的镍网夹层放置在硅垫片切口的中心，不接触硅垫片；
步骤S5：将阳极集电板放在顶部，并用螺钉固定。
进一步，所述的一种应用于水分解催化的MEA水分解装置的电沉积制备方法，其特征在于，所述步骤S4的镍网制备步骤如下：
步骤S41：将目数为50-70与280-300的工业纯镍网放入烧杯中，并将纯1-3molHCl溶液倒入烧杯中，使镍网完全浸没；
步骤 S42：用水和乙醇洗涤经酸处理的网以去除任何不需要的碎屑和油脂；
步骤 S43：将处理过的镍网切成1厘米乘以4厘米，将其中的两个完全对齐，然后放入压片机中，对1平方厘米的网眼施加8MPa-12MPa的压力做出镍网叠层；
步骤S44：夹住镍上方叠层1厘米处用铂金夹子夹住，并将其剩余部分浸泡于0.5MOL-1MOL的硝酸镍水溶液中通过三电极电沉积，施加-1.2V的衡电压120-210秒；
步骤S45：将电沉积完电沉积过的镍网放入管式炉中在450°-550°的氢、5%-6%氮、95%-98%混合气体中还原1-2小时；
步骤S46：将还原后的电沉积过的镍网放入到七水硫酸亚铁的硝酸镍溶液中放置22-24个小时。
进一步，所述步骤S41中的镍网放入HCl溶液后进行对烧杯盖上封口膜，然后将其放入超声波清洗器中1小时-2小时，直到溶液的颜色从无色变为蓝绿色。
进一步，所述步骤S44中的镍上方叠层的对电极为铂网，参比电极为氯化银。
进一步，所述步骤S46中的七水硫酸亚铁的硝酸镍溶液是将1g-2g的硝酸镍溶解入15ml-20ml的水中，然后将0.3g-0.4g的七水硫酸亚铁溶解入5ml-8ml的水中，将溶解后的七水硫酸亚铁滴入硝酸镍溶液。
本发明一种应用于水分解催化的MEA水分解装置及电沉积制备方法，通过不同目数的堆叠改变了并且提升了气泡分布从而改变并减少传质的阻碍，优化了纯镍网在MEA中高电流下的效应，增加了其体表面积增加了其作为催化剂基底的性能，使其在生长同样的镍铁催化剂时性能有大幅度提升。
实施例3
本实施例主要基于实施例1，主要介绍了一种应用于水分解催化的MEA水分解装置及电沉积制备的效果验证。
所述Ni在有无电沉积下所改变传质的强度特性，如图4所示，Ni在无电沉积处理下，所示的强度几乎不变，Ni在电沉积处理后，出现正弦式变化，强度大于Ni在无电沉积处理下的强度；NiFe在有无电沉积下所改变传质的强度特性，如图4所示，NiFe在无电沉积处理下，所示的强度突增，NiFe在电沉积处理后，强度小于NiFe在无电沉积处理下的强度；以上可以看出Ni和NiFe可以通过改变传质增加其性能并且有明显的改善。
所述通过电沉积，EPR测试明显证明其电镀后的镍网基底氧空穴位有明显增加并且在生长Se Fe 金属后氧空穴位也有相应的明显增加，如图5所示；通过电沉积后，通过ICP也能证明其基底上Fe Se的生长有明显的提升，如图6所示。
所述通过不同目数的堆叠改变了并且提升了气泡分布从而改变并减少传质的阻碍，因此优化了纯镍网在MEA中高电流下的效应。在此之上增加了其体表面积增加了其作为催化剂基底的性能，使其在生长同样的镍铁催化剂时性能有大幅度提升。从原本的在2V时的4.11A提升到了5.90A有着43.9%的提升。如图7所示。
所述NiFe LSV测试结果证明其性能在1M KOH 80 摄氏度的温度下使用Sustainion® X37-50 Grade RT Membrane，从2V -4.11V 提升至5.90V，在性能上明显的提升了43.55%。其唯一变量便是通过改变基底而改变催化剂生长方式以及增加其性能，如图8所示，具有明显其催化镍铁结晶体变小层数变多，变深，从而增加了其效率，如图9所示。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，其并非因此限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，通过常规的替代或者能够实现相同的功能在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和参数变更均落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种应用于水分解催化的MEA水分解的电沉积装置，其特征在于，包括：双极板、垫片、AOE电解池、阳极催化剂（5）、阴离子交换膜（6）和阴极催化剂（7）；
所述双极板包括前双极板（1）和后双极板（2）；所述前双极板（1）位于装置前端，后双极板（2）位于装置的后端，前双极板（1）和后双极板（2）通过螺栓连接；
所述双极板的前双极板（1）侧面固定焊接矩形圆角插销；所述前双极板（1）四周固定设置螺栓，用于连接后双极板（2）；所述前双极板（1）内侧中间处开有矩形内凹槽，凹槽中间处设置流道；所述前双极板（1）的外侧中间处固定设置AEM电解池；
所述双极板的后双极板（2）侧面固定焊接矩形圆角插销，并与前双极板（1）的矩形圆角插销对称布置；所述后双极板（2）内侧四周开有孔槽，用于连接前双极板（1）的螺栓；所述后双极板（2）内侧中间处开有矩形内凹槽，凹槽中间处设置流道；所述后双极板（2）外侧中间处设置AEM电解池；
所述AEM电解池位于前双极板（1）中间位置，并与前双极板（1）固定连接；
所述垫片包括前垫片（3）和后垫片（4）；所述前垫片（3）位于前双极板（1）和后双极板（2）之间，并与前双极板（1）紧密相邻；所述后垫片（4）位于前双极板（1）和后双极板（2）之间，并与后双极板（2）紧密相邻；
所述垫片采用矩形结构，四周的边缘处开有孔槽，用于套入双极板的螺栓；所述垫片中间开有矩形孔槽；
所述前垫片（3）和后垫片（4）之间布置阳极催化剂（5）、阴离子交换膜（6）和阴极催化剂（7）；
所述阳极催化剂（5）位于前垫片（3）和阴离子交换膜（6）之间；
所述阴极催化剂（7）位于阴离子交换膜（6）和后垫片（4）之间；
所述阴离子交换膜（6）位于阳极催化剂（5）和阴极催化剂（7）之间；
所述阳极催化剂（5）、阴离子交换膜（6）和阴极催化剂（7）均为矩形结构形状；所述阳极催化剂（5）、阴离子交换膜（6）和阴极催化剂（7）中间位置与双极片的流道位于同一水平位置。
2.根据权利要求1所述的一种应用于水分解催化的MEA水分解的电沉积装置，其特征在于，所述阳极催化剂（5）设置在阳极镍网的网面上；所述阳极催化剂（5）采用镍铁材料制成。
3.根据权利要求2所述的一种应用于水分解催化的MEA水分解的电沉积装置，其特征在于，所述阳极催化剂（5）制备方法为，称取Ni(NO3)2·6H2O，将其溶解在异丙醇中，称取FeSO4·7H2O，并将其溶解在水中，合并两种溶液并将处理过的镍网基底浸入混合物中，用离子水和乙醇洗涤浸泡的催化剂，将得到的催化剂真空干燥后保存使用。
4.根据权利要求1所述的一种应用于水分解催化的MEA水分解的电沉积装置，其特征在于，所述阴极催化剂（6）采用的材料为铂碳，所制的阴极催化剂（6）可通过后垫片（4）的中心孔槽与流道相互作用。
5.根据权利要求4所述的一种应用于水分解催化的MEA水分解的电沉积装置，其特征在于，所述 阴极催化剂（6）的制备方法为：将铂碳与异丙醇、全氟磺酸 ™ 膜溶液和超纯水混合，得到分散良好的浆料，将浆料均匀地喷涂在热板上的碳布。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种应用于水分解催化的MEA水分解电沉积装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将硅胶垫片放置在阴极集电板上；
步骤S2：将喷涂好的阴极碳布放置在硅垫片切口中，不接触覆盖液体流动通道的集电板中心的硅；
步骤S3：使用支撑阴离子膜覆盖喷涂的碳布，将第二层硅垫片放置在现有层的顶部；
步骤S4：将准备好的镍网夹层放置在硅垫片切口的中心，不接触硅垫片；
步骤S5：将阳极集电板放在顶部，并用螺钉固定。
7.根据权利要求6所述的一种应用于水分解催化的MEA水分解电沉积装置的制备方法，其特征在于，所述步骤S4的镍网制备步骤如下：
步骤S41：将目数为50-70与280-300的工业纯镍网放入烧杯中，并将纯1-3mol的HCl溶液倒入烧杯中，使镍网完全浸没；
步骤 S42：用水和乙醇洗涤经酸处理的网；
步骤 S43：将处理过的镍网完全对齐，然后放入压片机中，对网眼施加8MPa-12MPa的压力做出镍网叠层；
步骤S44：用铂金夹子夹住镍上方叠层，将剩余部分浸泡于0.5MOL-1MOL的硝酸镍水溶液中通过三电极电沉积，施加衡电压120-210秒；
步骤S45：将电沉积完电沉积过的镍网放入温度为450°-550°的管式炉中，加入5%-6%氢、95%-98%氮的混合气体还原1-2小时；
步骤S46：将还原后的电沉积过的镍网放入到七水硫酸亚铁的硝酸镍溶液中放置22-24个小时。
8.根据权利要求6所述的一种应用于水分解催化的MEA水分解电沉积装置的制备方法，其特征在于，所述步骤S41中的镍网放入HCl溶液后进行对烧杯盖上封口膜，然后将其放入超声波清洗器中1小时-2小时，直到溶液的颜色从无色变为蓝绿色。
9.根据权利要求7所述的一种应用于水分解催化的MEA水分解电沉积装置的制备方法，其特征在于，所述步骤S44中的镍上方叠层的对电极为铂网，参比电极为氯化银。
10.根据权利要求7所述的一种应用于水分解催化的MEA水分解电沉积装置的制备方法，其特征在于，所述步骤S46中的七水硫酸亚铁的硝酸镍溶液是将1g-2g的硝酸镍溶解入15ml-20ml的水中，然后将0.3g-0.4g的七水硫酸亚铁溶解入5ml-8ml的水中，将溶解后的七水硫酸亚铁滴入硝酸镍溶液。
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