用于电解制氢的电极及其制作方法与流程

本发明涉及电解水制氢，具体涉及一种用于电解制氢的电极及其制作方法。

背景技术：

1、氢能作为清洁可再生的绿色能源，现有的制氢技术有很多。其中水电解制氢技术最为成熟，例如碱性水电解和质子交换膜(proton exchange membrane，pem)水电解。

2、如何提升电解制氢效率，是业界普遍考虑的课题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种用于电解制氢的电极及其制作方法，解决现有技术电解制氢效率低的技术问题。

2、本发明实施例提供一种用于电解制氢的电极制作方法，其包括：

3、将导电基板作为阴极置于含有金属盐溶液的电解池中，在导电基板表面进行电沉积，以在导电基板表面形成具有凹凸表面的金属催化剂，得到由带有金属催化剂的导电基板构成的电极。

4、在一些实施例中，在导电基板表面进行电沉积的过程中，通过控制沉积时间和沉积反应温度形成具有凹凸表面的金属催化剂。

5、在一些实施例中，沉积时间为5-20分钟，沉积反应温度为在一些实施例中，金属盐溶液包含不同类金属的盐溶液，使得金属催化剂包含不同类金属。

6、在一些实施例中，金属盐溶液为硝酸镍和钼酸铵的混合溶液。

7、在一些实施例中，在金属盐溶液中，硝酸铵的浓度为0.02-0.06m，钼酸铵浓度为0.01-0.04m。

8、在一些实施例中，电极制作方法还包括：

9、在将导电基板作为阴极置于包含金属盐溶液的电解池中之前，在导电基板表面制作凹凸结构。

10、在一些实施例中，使用飞秒激光在导电激光表面制作凹槽，以形成凹凸结构。

11、9.根据权利要求8的用于电解制氢的电极制作方法，其特征在于，在使用飞秒激光在导电激光表面制作凹槽过程中，峰值功率为60-80w，持续时间为600-1000fs。

12、在一些实施例中，电极制作方法还包括：

13、在将导电基板作为阴极置于包含金属盐溶液的电解池中之前，还对具有凹凸结构的导电基板表面进行清洗。

14、本公开实施例还提供一种用于电解制氢的电极，其包括：导电基板及沉积在导电基板表面的具有凹凸表面的金属催化剂。

15、在一些实施例中，导电基板表面形成有凹凸结构。

16、本发明所提供的用于电解制氢的电极及其制作方法具有如下优点：

17、使用电极制作方法，将导电基板作为阴极置于含有金属盐溶液的电解池中；在导电基板表面进行电沉积，以在导电基板表面形成具有凹凸表面的金属催化剂，得到由带有金属催化剂的导电基板构成的电极。电极表面的凹凸表面粗糙，比表面积大，能够减小电解制氢过程所产生气泡的附着力，减少气泡在金属催化剂表面的附着，在电极表面制造疏气结构，降低甚至避免出现气泡屏蔽层的问题，使得电解质与电极表面活性位点之间充分接触，降低整个系统内阻和过电位，提升电解制氢效率。同时，金属催化剂表面气泡减少，能够提供着良好的亲水性，并降低电极表面金属催化剂的脱落问题，确保电解制氢效率。

技术特征：

1.一种用于电解制氢的电极制作方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于电解制氢的电极制作方法，其特征在于，在所述导电基板表面进行电沉积的过程中，通过控制沉积时间和沉积反应温度形成具有凹凸表面的金属催化剂。

3.根据权利要求2所述的用于电解制氢的电极制作方法，其特征在于，所述沉积时间为5-20分钟，所述沉积反应温度为30℃。

4.根据权利要求1所述的用于电解制氢的电极制作方法，其特征在于，所述金属盐溶液包含不同类金属的盐溶液，使得所述金属催化剂包含所述不同类金属。

5.根据权利要求4所述的用于电解制氢的电极制作方法，其特征在于，所述金属盐溶液为硝酸镍和钼酸铵的混合溶液。

6.根据权利要求5所述的用于电解制氢的电极制作方法，其特征在于，在所述金属盐溶液中，所述硝酸铵的浓度为0.02-0.06m，所述钼酸铵浓度为0.01-0.04m。

7.根据权利要求1所述的用于电解制氢的电极制作方法，其特征在于，所述电极制作方法还包括：

8.根据权利要求7所述的用于电解制氢的电极制作方法，其特征在于，使用飞秒激光在所述导电激光表面制作凹槽，以形成所述凹凸结构。

9.根据权利要求8所述的用于电解制氢的电极制作方法，其特征在于，在使用飞秒激光在所述导电激光表面制作凹槽过程中，峰值功率为60-80w，持续时间为600-1000fs。

10.根据权利要求7所述的用于电解制氢的电极制作方法，其特征在于，所述电极制作方法还包括：

11.一种用于电解制氢的电极，其特征在于，包括：导电基板及沉积在所述导电基板表面的具有凹凸表面的金属催化剂。

12.根据权利要求11所示的用于电解制氢的电极制作方法，其特征在于，所述导电基板表面形成有凹凸结构。

技术总结本发明提供了用于电解制氢的电极及其制作方法，使用电极制作方法，将导电基板作为阴极置于含有金属盐溶液的电解池中；在导电基板表面进行电沉积，以在导电基板表面形成具有凹凸表面的金属催化剂，得到由带有金属催化剂的导电基板构成的电极。电极表面的凹凸表面粗糙，比表面积大，能够减小电解制氢过程所产生气泡的附着力，减少气泡在金属催化剂表面的附着，在电极表面制造疏气结构，降低甚至避免出现气泡屏蔽层的问题，使得电解质与电极表面活性位点之间充分接触，降低整个系统内阻和过电位，提升电解制氢效率。同时，金属催化剂表面气泡减少，能够具有良好的亲水性，并降低电极表面金属催化剂的脱落问题，确保电解制氢效率。技术研发人员：陆文雅,李丹,卞铁铮,贾飞,臧君娇受保护的技术使用者：江苏天合元氢科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17