一种大电流密度电催化用玻碳电极

本技术涉及能源和催化，尤其涉及一种大电流密度电催化用玻碳电极。

背景技术：

1、电催化分解水是实现绿色低碳发展的关键技术。目前，将催化剂、粘结剂等混合制成的油墨，滴涂在玻碳电极内芯上，是实验室内制备电催化分解水工作电极最重要的方式之一。 然而，当前，实验室内大部分电催化分解水催化剂都无法在大电流密度下运行。大电流密度下气泡在催化剂表面聚集，阻碍了电解液与催化剂接触，是造成这一现象的主要原因。

2、目前，实验室内，上述问题的两种主要解决方式包括：（i）在电解槽中加入搅拌子，或使用旋转圆盘电极，给予玻碳电极一定的剪切力，加速气泡脱离催化剂表面；（ii）优化催化剂结构，制备超疏气催化剂。

3、现有技术具有以下缺陷：

4、1、对于普通形状的玻碳电极，电催化生成气泡容易在玻碳电极内芯处聚集。

5、2、普通玻碳电极电极杆形貌单一，无法根据实验需求调节催化剂在电解液中的位置。

6、3、电极杆一般为固定长度设计，适用范围较窄，难以调节长度。

7、4、固定电极杆时，操作麻烦。

8、所以，亟需设计一种带固定支架可拆卸可自由转向的大电流密度电催化用玻碳电极，以期望解决现有玻碳电极不利于大电流密度下电催化产生的气泡脱离催化剂表面，造成活性位点失活以及现有玻碳电极不可拆卸，固定时操作困难，应用场景较窄的问题。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种大电流密度电催化用玻碳电极。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、本实用新型提供一种大电流密度电催化用玻碳电极，包括：接线柱、电极杆、支架、螺纹软管、内芯、球铰链和电极杆端面；其中：

4、接线柱设置在电极杆内部，且接线柱和电极杆为多段可拆卸结构；电极杆的外表面设置有多段可展开的支架；螺纹软管一端与电极杆的末端相连，另一端与电极杆端面相连，内芯设置在电极杆端面的中心位置；螺纹软管内部为中空结构，多段式结构的球铰链设置在螺纹软管的中空结构内，且球铰链一端与电极杆内部的接线柱末端相连，另一端与内芯相连。

5、进一步地，本实用新型的接线柱包括：多段延长接线柱和一段固定接线柱。

6、进一步地，本实用新型的电极杆包括：多段延长电极杆和一段固定电极杆；其中：

7、延长接线柱设置在延长电极杆内，固定接线柱设置在固定电极杆内；固定电极杆和多段延长电极杆依次拼接，内部的固定接线柱和多段延长接线柱也依次拼接。

8、进一步地，本实用新型的延长电极杆的一端设置有转接头，与延长电极杆相连的延长接线柱或固定接线柱通过转接头进行连接。

9、进一步地，本实用新型的每段延长电极杆和固定电极杆外表面均设置有至少3个支架，且支架以延长电极杆或固定电极杆的圆心为对称中心呈中心对称排列。

10、进一步地，本实用新型的电极杆端面为圆台形。

11、进一步地，本实用新型的球铰链彼此相连的设置有不少于3个。

12、进一步地，本实用新型的一端的球铰链与固定电极杆焊接固定，另一端的球铰链与内芯焊接固定 。

13、本实用新型产生的有益效果是：

14、1、本实用新型不需要额外的设备就可实现大电流密度电催化分解水，可促进实验室内新型大电流密度电催化剂研发，节约研发成本。

15、2、本实用新型提供的电极夹制备工艺简单成熟、易于推广应用。

16、3、本实用新型适用面广，不仅适用于电催化领域，还适用于氯碱工业、燃料电池等领域。

17、4、本实用新型的玻碳电极头部为圆台形，降低了电极杆与内芯之间的直径比，并可自由转动方向，有效避免了气泡在催化剂表面聚集，促进了大电流密度下反应物在电解液-催化剂界面处的传输。

18、5、本实用新型对电极杆进行了多段设计，可根据实验需要自由选择电极杆形态，拓宽了玻碳电极的应用场景。

19、6、本实用新型对电极杆进行了一体化支架设计，方便电极杆的固定。

技术特征：

1.一种大电流密度电催化用玻碳电极，其特征在于，包括：接线柱、电极杆、支架（3）、螺纹软管（4）、内芯（5）、球铰链（7）和电极杆端面（8）；其中：

2.根据权利要求1所述的大电流密度电催化用玻碳电极，其特征在于，所述接线柱包括：多段延长接线柱（1-1）和一段固定接线柱（1-2）。

3.根据权利要求2所述的大电流密度电催化用玻碳电极，其特征在于，所述电极杆包括：多段延长电极杆（2-1）和一段固定电极杆（2-2）；其中：

4.根据权利要求3所述的大电流密度电催化用玻碳电极，其特征在于，所述延长电极杆（2-1）的一端设置有转接头（6），与延长电极杆（2-1）相连的延长接线柱（1-1）或固定接线柱（1-2）通过转接头（6）进行连接。

5.根据权利要求3所述的大电流密度电催化用玻碳电极，其特征在于，每段延长电极杆（2-1）和固定电极杆（2-2）外表面均设置有至少3个支架（3），且支架（3）以延长电极杆（2-1）或固定电极杆（2-2）的圆心为对称中心呈中心对称排列。

6.根据权利要求1所述的大电流密度电催化用玻碳电极，其特征在于，电极杆端面（8）为圆台形。

7.根据权利要求1所述的大电流密度电催化用玻碳电极，其特征在于，球铰链（7）彼此相连的设置有不少于3个。

8.根据权利要求3所述的大电流密度电催化用玻碳电极，其特征在于，一端的球铰链（7）与固定电极杆（2-2）焊接固定，另一端的球铰链（7）与内芯（5）焊接固定。

技术总结本技术公开了一种大电流密度电催化用玻碳电极，包括：接线柱、电极杆、支架、螺纹软管、内芯、球铰链和电极杆端面；其中：接线柱设置在电极杆内部，且接线柱和电极杆为多段可拆卸结构；电极杆的外表面设置有多段可展开的支架；螺纹软管一端与电极杆的末端相连，另一端与电极杆端面相连，内芯设置在电极杆端面的中心位置；螺纹软管内部为中空结构，多段式结构的球铰链设置在螺纹软管的中空结构内，且球铰链一端与电极杆内部的接线柱末端相连，另一端与内芯相连。本技术采用多段设计，可根据实验需要自由选择电极杆形态，拓宽了玻碳电极的应用场景，并对电极杆进行了一体化支架设计，方便电极杆的固定。技术研发人员：陈丽华,杨晓宇,郭春牧,余申,王媛媛,王一龙,苏宝连受保护的技术使用者：武汉理工大学技术研发日：20231127技术公布日：2024/7/18