[发明专利]一种高活性水解制氢用三元高熵泡沫及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高活性水解制氢用三元高熵泡沫及其制备方法，属于微纳材料制备技术领域，其由Ni、Co和Cu组成，其中Ni含量为30～35at％，Co含量为30～35at％，Cu含量为30～35at％。本发明还公开了其制备方法。本发明的一种高活性水解制氢用三元高熵泡沫，催化的剂载量可达1.2‑10mg/cm²,远高于多数纳米催化剂的有效担载量，作为水解制氢催化剂使用时，该NiCuCo高熵合金泡沫表面析氢过电位可低至65～100mV，远小于普通高熵合金条带、薄膜的水平；同时其制备方法无需采用高温、真空等苛刻环境，方法简单易行，原材料价格低廉。

技术领域

本发明属于微纳材料制备技术领域，具体涉及一种高活性水解制氢用三元高熵泡沫及其制备方法。

背景技术

氢能源是一种可以高效、清洁使用的能源。随着燃料电池、储氢技术的不断高速发展，氢能源已成为取代煤炭、石油等不可再生资源的最佳选择之一。

氢能源的获得途径很多，其中水解制氢是最清洁的一种方法。但由于析氢反应要求的过电位很大，需要在电极材料上使用催化剂。常用高效的析氢反应催化剂是Pt基纳米催化剂，但价格昂贵。

近年来，Ni-基，Co基，碳基新型纳米催化剂不断被开发出来，以期降低水解制氢的能耗和成本。

但上述材料大多存在制备过程复杂，催化剂有效担载量低，催化性能有待提高等诸多问题。

发明内容

发明目的：本发明提出一种高活性水解制氢用三元高熵泡沫，该材料具有良好的催化活性，可用于高效的水解制氢技术；本发明的另一目的在于提供一种高活性水解制氢用三元高熵泡沫的制备方法，该制备方法简单，采用其制备的 NiCoCu高熵合金合金同时兼具纳米枝晶和分级多孔结构。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种高活性水解制氢用三元高熵泡沫，包括以下原子百分含量的组分：Ni 含量为30～35at％，Co含量为30～35at％，Cu含量为30～35at％。

进一步的，该高活性水解制氢用三元高熵泡沫中具有三维连通的微米孔，微米孔的孔径在0.2～20um范围内。

进一步的，所述的微米孔的孔壁由NiCuCo枝晶构成。

进一步的，所述的NiCuCo枝晶的初次枝晶长度为0.5-1um，NiCuCo枝晶的高次枝晶尺寸在10～50nm之间。

进一步的，所述的高活性水解制氢用三元高熵泡沫催化的剂载量为1.2～10 mg/cm²，清洗后活化其表面的析氢过电位低至65～100mV。

进一步的，所述的一种高活性水解制氢用三元高熵泡沫的制备方法，包括如下步骤：

1)将工作电极置于NiSO₄、CuSO₄、CoSO₄、(NH₄)₂SO₄、Na₃C₆H₅O₇和H₃BO₃混合溶液中；

2)进行恒流电化学沉积。