[发明专利]一种镍基电极防腐性能优化方法

说明书

本发明公开了一种镍基电极防腐性能优化方法，属于电极性能优化技术领域。化学镀溶液中的镍离子和磷离子在镍基电极表面发生沉积，控制镀层沉积时间、温度、PH等操作参数，从而在电极表面形成一层Ni‑P合金涂层，P具有很好的耐腐蚀性能，因此该Ni‑P涂层可以保护电池电极，提高其防腐性能，减缓其腐蚀溶解速率。本方法操作简便，制备出的镀层均匀致密、表面平整、与电池电极本体结合紧密，有效减缓了电极在运行环境中的腐蚀溶解问题，在熔融碳酸盐燃料电池寿命延长及性能优化等方面起到了重要的作用。

技术领域

本发明属于电极性能优化技术领域，具体涉及一种镍基电极防腐性能优化方法。

背景技术

燃料电池发电技术作为一种清洁高效的新型发电技术，可以将储存在化石燃料中的化学能直接转化为电能，有效避免了传统发电技术在发电过程中由于卡诺热机理论所带来的能量损失，很大程度上提高了发电效率。

目前主流的燃料电池分为低温燃料电池如质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)等，高温燃料电池如熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)等。低温燃料电池受限于催化剂依赖贵金属，距离规模化还需一段时间。高温燃料电池具有不依赖贵金属催化剂，不依赖氢气作为燃料，电极催化剂不会发生CO中毒等优点，因此，具有广阔的发展前景。

目前国内研究开发的熔融碳酸盐燃料电池主要使用纯镍作为电极材料以及催化剂，由于阴极需不断向燃料电池通入空气以提供燃料电池运行所需的氧化剂，空气中的氧气会加速阴极的腐蚀溶解，对其寿命和稳定性都有重大影响，通过对熔融碳酸盐燃料电池的长期研究，影响其寿命及稳定性的主要原因如下：1.电极腐蚀，特别是阴极腐的溶解问题；2.电解质在燃料电池运行过程中的挥发损失；3.隔膜的蠕变和长时间运行后隔膜孔粗化，严重是会造成燃料电池短路；4.高温环境下双极板的腐蚀。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种镍基电极防腐性能优化方法，解决了熔融碳酸盐燃料电池堆由于电极的腐蚀溶解引起的催化活性降低进而使电池堆寿命缩短的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开的一种镍基电极防腐性能优化方法，包括以下步骤：

步骤1：配制化学镀溶液，化学镀溶液为包括0.05～0.1mol/L的镍离子、0.2～0.4mol/L的磷酸二氢根离子和0.4～0.8mol/L缓冲剂的水溶液，混合后搅拌均匀；

步骤2：将步骤1得到的化学镀溶液在搅拌下加热至80～95℃，调节pH至3.0～5.0；

步骤3：保持步骤2的状态，将镍基电极放入化学镀溶液中，保持10～30min后取出镍基电极，得到表面具有镀层的镍基电极。

优选地，镍离子来自NiCl₂或NiSO4。

优选地，磷酸二氢根离子来自NaH₂PO₄或KH₂PO₄。

优选地，缓冲剂为NH₄Cl或NH₃·H₂O。

优选地，水为蒸馏水或去离子水。

优选地，步骤1中的搅拌，搅拌速度为100～2000r/min。

优选地，步骤2中的搅拌，是以100～2000r/min的速度进行磁力搅拌。

优选地，步骤3中，镍基电极竖直悬吊在化学镀溶液中。

优选地，镀层中磷的含量为6％～14％。

优选地，镀层的厚度为1～10μm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：