[发明专利]一种耐腐蚀性析氢电极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐腐蚀性析氢电极及其制备方法，该电极采用耐腐蚀性析氢电极材料，该耐腐蚀性析氢电极材料包含以下元素：镁和铝；其中，镁和铝的重量比为(1～9)：(9～1)。本发明的电极能够避免在析氢过程中被腐蚀，提高电极的寿命，采用该电极析氢，同时施加超声波和NS磁场，可有效提高电极的平均析氢速率，磁场可使镍电极磁化，促使镍电极释放电子，超声‑磁耦合可促使离子传递，可促使电解池中的电解液循环、使电解液中离子浓度分布均匀。

技术领域

本发明涉及一种析氢电极，具体涉及一种耐腐蚀性析氢电极及其制备方法。

背景技术

氢能是目前世界公认最值得开发的一种新能源，其燃烧热值高，每1000克氢燃烧后的热量约为汽油的三倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氢可以由水来取得，而水则是地球上丰富的资源，氢燃烧后的产物只有水，对环境不会造成污染。而且氢能源具备安全、单位重量能量高与零污染的特性，是当前各国致力发展为未来最重要的替代能源之一。

电解水析氢是目前产生氢气常用的方法之一，而电解水析氢是以一定的电压或电流通过浸在电解液中的一对电极电解溶液中氢和氧离子，分别在阴和阳极中产生氢气和氧气。

传统的析氢电极有铂、钯等贵重金属，其具有很高的催化活性和稳定性，可有效降低析氢过电位，但是其储量稀少，造价昂贵，成本高。泡沫镍作为电极，其析氢过电位也较低，但其稳定性不高，寿命短。现有的作为析氢电极的镍基二元合金有：Ni-Mo、Ni-Zn、Ni-Co、Ni-W、Ni-Fe等。

金属镁的化学性质活波，在空气中会被迅速氧化，与水能够剧烈反应，其在许多介质中都能发生剧烈的反应致使其被腐蚀。纯镁的强度很低，一般与其它元素组合制备成合金使用。

目前，镁合金主要应用于汽车运输、航空航天、医疗器械及一些电子设备中，其具有低密度、高阻尼、良好的抗冲击和铸造性能。如AZ91D镁合金，其为Mg-9Al-1Zn，由于添加了Al和Zn元素，具有良好的力学及铸造性能。镁在电池领域也有应用，如镁电池，AZ31镁合金因具有较好的变形能力，被作为镁电池的负极材料。

但是，镁合金较易腐蚀，如AZ31镁合金，其在水溶液体系中腐蚀速率较大，在电池放电的过程中，电极表面会附着大量放电产物氢氧化镁，氢氧化镁和腐蚀产物的附着导致电池内阻增大。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐腐蚀性析氢电极及其制备方法，该电极解决了现有析氢电极易腐蚀的问题，能够避免在析氢过程中被腐蚀，提高电极的寿命。

为了达到上述目的，本发明提供了一种耐腐蚀性析氢电极材料，该电极材料中包含以下元素：镁和铝；其中，镁和铝的重量比为(1～9)：(9～1)。

优选地，该电极材料通过重量比为(1～9)：(9～1)的镁粉和铝粉挤压成形及在还原性气体环境下烧结得到。

优选地，该电极材料中镁和铝的重量比为1：3。

本发明还提供了一种耐腐蚀性析氢电极，该电极采用所述的耐腐蚀性析氢电极材料制备。

优选地，该电极采用环氧树脂密封耐腐蚀性析氢电极材料中的非工作面。

本发明还提供了一种析氢系统，该系统包含：电解液，及电连接的阳极和阴极；其中，所述阴极采用如权利要求4或5中所述的耐腐蚀性析氢电极。

优选地，所述电解液采用KOH水溶液；所述阳极采用纯镍。

优选地，所述KOH水溶液的质量分数为10～30％。

优选地，该系统中并联若干对阳极和阴极。

本发明还提供了一种耐腐蚀性析氢电极材料的制备方法，该方法包含：