[发明专利]一种具有表面纳微米结构的电极材料、其制备方法和包含该材料的水合肼燃料电池

权利要求书

1.一种具有表面纳微米结构的电极材料，其特征在于，包括：

导电基底；和

在所述导电基底上垂直于该基底生长的铜纳微米片阵列或铜镍合金纳微米片阵列；所述铜纳微米片或所述铜镍合金纳微米片与所述导电基底接触面的长度为0.5-5μm、宽度为0.1-1μm，所述铜纳微米片或所述铜镍合金纳微米片的高度为10-100nm。

2.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述导电基底为致密导电基底或多孔导电基底，材质为金属或碳。

3.根据权利要求2所述的电极材料，其特征在于，所述致密导电基底包括致密铜基底、致密镍基底或致密钛基底；所述多孔导电基底包括泡沫铜基底、泡沫镍基底或多孔碳纤维毡基底。

4.一种如权利要求1所述的具有表面纳微米结构的电极材料的制备方法，其包括以下步骤：

a.配制电镀液，制备铜纳微米片阵列时电镀液中含有硫酸铜、硫酸镍、次磷酸钠、柠檬酸三钠、硼酸和聚乙二醇，将所述电镀液的pH调节至7-10；所述硫酸铜的浓度为0.01-0.1mol/L，所述硫酸镍的浓度为0.001-0.005mol/L，所述次磷酸钠的浓度为0.1-0.5mol/L，所述柠檬酸三钠的浓度为0.02-0.1mol/L，所述硼酸的浓度为0.1-0.5mol/L，所述聚乙二醇分子量为2000-10000、浓度为0.6-30ppm；

制备铜镍合金纳微米片阵列时电镀液中含有硫酸镍、硫酸铜和硼酸；所述硫酸镍的浓度为0.1-0.6mol/L，硫酸铜的浓度为0.005-0.02mol/L，硼酸的浓度0.1-0.5mol/L；

b.将导电基底作为工作电极、惰性电极作为对电极插入在步骤a配制的电镀液中进行电沉积；取出电沉积后的导电基底，洗涤并干燥，得到所述具有表面纳微米结构的电极材料；制备铜纳微米片所述电沉积条件为：温度为50-75℃、沉积时间为5-60min、以甘汞电极为参比电极时沉积电位为负0.95伏特-负1.1伏特；制备铜镍合金纳微米片阵列的所述电沉积条件为：温度为15-30℃、沉积时间为100-600秒、以甘汞电极为参比电极时沉积电位为负1伏特-负1.8伏特。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述导电基底为致密导电基底或多孔导电基底，其中所述致密导电基底包括致密铜基底、致密镍基底或致密钛基底；所述多孔导电基底包括泡沫铜基底、泡沫镍基底或多孔碳纤维毡基底。

6.一种水合肼燃料电池，其负极材料包含权利要求1-3中任一项所述的具有表面纳微米结构的电极材料。

7.根据权利要求6所述的水合肼燃料电池，其特征在于，还包括质子交换膜和作为负极电解液的含有水合肼的碱金属氢氧化物水溶液。