[发明专利]一种金属表面制备三元金属析氢电极的方法

说明书

本发明公开了一种金属表面制备三元金属析氢电极的方法，包括：A1：Ni‑Co‑M三元金属析氢电极镀液配置：称取对应量镍盐、钴盐、第三元金属的金属盐、缓冲剂和结晶调整剂，加入去离子水，搅拌至完全溶解；A2：三元金属析氢电极电沉积制备：取金属基底进行预处理，采用两电极直流电源电沉积制备三元金属析氢电极。本发明以在金属基底上通过电化学沉积制备了一层三元金属薄膜作为析氢电极，具有丰富的电极形貌及较低的过电位。

技术领域

本发明涉及一种析氢电极的制备方法，特别涉及一种金属表面制备三元金属析氢电极的方法。

背景技术

在这个飞速发展的时代，能源已经成为了整个人类社会生存与发展必不可少的物质基础，它推动着人类经济的发展，在国民经济中占据着不可替代的战略地位。以石油为代表的化石燃料是中国乃至全球赖以生存的主要能源，化石燃料属于一次能源，储量有限，对化石燃料的强烈依赖将使我们的经济容易受到化石燃料价格飙升的影响，从而不利于经济的可持续发展。环境污染与能源危机也因此日益严峻，人们对新能源与能源存储设备的需求也不断增多。可再生能源中，太阳能、风能、水能和地热能等自然能源的间歇性、地域性和低能量转化效率严重限制了其商业化发展。将太阳能、风能等间歇性能源制取得到的电能，通过电解水析氢反应转化为可存储、可运输的氢能，被认为是解决当今环境污染和能源危机最有效的途径之一。

目前工业上生产氢气的途径主要有三种，即蒸汽甲烷重整，煤气化和电解水，其中电解水技术最为简单。析氢电极作为电解水析氢的主要部分，在这一过程中尤为重要。拥有低的过电位和塔菲尔值的铂等贵金属催化电极被广泛开发利用，来减少能耗、降低工作电压，但稀缺性和高成本的缺点限制了贵金属基催化剂的商业化使用。为了促进氢经济的发展，研发高效稳定的非贵金属析氢催化电极势在必行。

发明内容

本发明提供一种金属表面制备三元金属析氢电极的方法，该方法得到Ni-Co-M三元金属析氢电极，改变现有的贵金属催化电极以及二元催化电极的现状，降低了电解水析氢的过电位，提高了析氢效率，并降低了成本。

本发明的技术方案如下：

一种金属表面制备三元金属析氢电极的方法，包括如下步骤：

A1：三元金属析氢电极镀液配置：根据元素含量配比，称取对应量镍盐、钴盐、第三元金属的金属盐、缓冲剂和结晶调整剂，加入去离子水，搅拌至完全溶解；其中，镍盐、钴盐、第三元金属的金属盐均为水溶性盐；

A2：三元金属析氢电极电沉积制备：取金属基底进行预处理，采用两电极直流电源电沉积制备三元金属析氢电极。

优选的，对步骤A2中金属基底进行预处理，除去其表面的油渍、氧化物；所述金属基底为铜。

优选的，步骤A1中第三元金属的选取原则为：第三元金属的金属盐能与镍金属盐、钴金属盐在水溶液中共存的，并且沉积电位接近。

优选的，步骤A1中第三元金属选自Sn、Cu、Fe、W、Mo、Mn其中之一。

优选的，步骤A1中采用水浴加热加速溶解，水浴温度为60℃～80℃。

优选的，水浴温度为60℃。

优选的，步骤A2中电沉积为电镀，电镀温度25℃，电镀PH值3～5，电镀时间5min～20min，电流密度1.25ASD～5ASD。

优选的，电镀时间为20min，电流密度1.25ASD。

优选的，步骤A1中缓冲剂为氯化铵，结晶调整剂为硼酸。

优选的，步骤A1中元素含量配比是镍盐、钴盐、第三元金属的金属盐按其中金属元素镍：钴：第三元金属的质量比计为80：20：1。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：