催化剂材料与其形成方法与流程

【】本公开涉及催化剂材料与其制备方法。

背景技术

0、背景技术：

1、在能源短缺的现今，寻求替代能源势在必行，而氢能为最佳的替代能源。由于环境保护的观念，使用氢气作为燃料符合环保期待，电解水是制造氢气与氧气的最简单方式。尽管利用电解水产氢具有相当多的优点，但是在大量产氢的过程却具有致命的缺点，即耗费相当多的能量导致不符成本。能量消耗多与过电位过大有关，而过电位与电极、电解液、及反应生成物有关。为提升电解水效率，电极扮演重要角色。降低活化能及增加反应的界面为电解水效率的重要因素。活化能降低是受电极表面催化的影响，其取决于电极材料本身催化特性。虽然贵金属iro2一直是最具催化效果的电极材料之一，但其价格相当昂贵。为降低成本，必须采用其他材料取代iro2。

2、综上所述，目前需要新的催化剂组成进一步提升产氢反应(her)与产氧反应(oer)的活性，以兼顾催化剂活性与降低成本的目的。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本公开一实施例提供催化剂材料，其化学结构为：m’am”bn2，其中m’为ni、co、fe、mn、cr、v、ti、cu、或zn，m”为nb、ta、或上述的组合，0.7≤a≤1.7，0.3≤b≤1.3，且a+b＝2，其中催化剂材料为立方晶系。

2、在一实施例中，m’为ni，m”为nb，且0.7≤a≤1.51，0.49≤b≤1.30。

3、本发明一实施例提供催化剂材料，其化学结构为：m’cm”dce，其中m’为ni、co、fe、mn、cr、v、ti、cu、或zn，m”为nb、ta、或上述的组合，0.24≤c≤1.7，0.3≤d≤1.76，且0.38≤e≤3.61，其中催化剂材料为立方晶系或非晶。

4、在一实施例中，m’为ni且m”为nb，0.90≤c≤1.47，0.53≤d≤1.10，且0.9≤e≤1.9。

5、在一实施例中，m’为ni且m”为nb，0.74≤c≤1.63，0.37≤d≤1.26，且0.38≤e≤1.30。

6、在一实施例中，m’为co且m”为nb，0.24≤c≤1.39，0.61≤d≤1.76，且0.63≤e≤3.61。

7、本发明一实施例提供催化剂材料的形成方法，包括：将m’靶材与m”靶材置于含氮气的氛围中，其中m’为ni、co、fe、mn、cr、v、ti、cu、或zn，且m”为nb、ta、或上述的组合；分别提供功率至m’靶材与m”靶材；以及提供离子撞击m’靶材与m”靶材，以溅镀沉积m’am”bn2于基材上，其中0.7≤a≤1.7，0.3≤b≤1.3，且a+b＝2，其中m’am”bn2为立方晶系。

8、在一实施例中，提供至m’靶材的功率介于10至200w之间，而提供至m”靶材的功率介于10至200w之间。

9、在一实施例中，含氮气的氛围压力介于1毫托(mtorr)至30毫托之间。

10、在一实施例中，含氮气的氛围包含载气，且氮气与载气的分压比例介于0.1至10之间。

11、在一实施例中，基材包括多孔导电层。

12、本发明一实施例提供催化剂材料的形成方法，包括：将m’靶材、m”靶材、与碳靶材置于载气氛围中，其中m’为ni、co、fe、mn、cr、v、ti、cu、或zn，且m”为nb、ta、或上述的组合；分别提供功率至m’靶材、m”靶材、与碳靶材；以及提供离子撞击m’靶材、m”靶材、与碳靶材，以溅镀沉积m’cm”dce于基材上，其中0.24≤c≤1.7，0.3≤d≤1.76，且0.38≤e≤3.61，其中m’cm”dce为立方晶系或非晶。

13、在一实施例中，提供至m’靶材的功率介于10至200w之间，提供至m”靶材的功率介于10至200w之间，且提供至碳靶材的功率介于10至200w之间。

14、在一实施例中，载气氛围的压力介于1毫托至30毫托之间。

15、在一实施例中，基材包括多孔导电层。

技术特征：

1.一种m’am”bn2催化剂材料在多孔导电层上作为用于oer的电解碱性水溶液的阳极的用途，

2.如权利要求1所述的用途，其中m’为ni，m”为nb，0.7≤a≤1.51，且0.49≤b≤1.30。

3.如权利要求1所述的用途，其中所述m’am”bn2催化剂材料的形成方法包括：

4.如权利要求3所述的催化剂材料的形成方法，其中提供至该m’靶材的功率为10至200w，而提供至该m”靶材的功率为10至200w。

5.如权利要求3所述的催化剂材料的形成方法，其中该含氮气的氛围压力为1毫托至30毫托。

6.如权利要求3所述的催化剂材料的形成方法，其中该含氮气的氛围包含载气，且氮气与载气的分压比例为0.1至10。

技术总结本发明涉及催化剂材料与其形成方法。催化剂材料的形成方法，包括：将M’靶材与M”靶材置于含氮气的氛围中，其中M’为Ni、Co、Fe、Mn、Cr、V、Ti、Cu、或Zn，且M”为Nb、Ta、或上述的组合；分别提供功率至M’靶材与M”靶材；以及提供离子撞击M’靶材与M”靶材，以溅镀沉积M’<subgt;a</subgt;M”<subgt;b</subgt;N<subgt;2</subgt;于基材上，其中0.7≤a≤1.7，0.3≤b≤1.3，且a+b＝2，其中M’<subgt;a</subgt;M”<subgt;b</subgt;N<subgt;2</subgt;为立方晶系。技术研发人员：林国兴,蔡丽端,赵文轩,林有铭,杨秉兴,黄筱君,黄秋萍,林俊男受保护的技术使用者：财团法人工业技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/11