[实用新型]一种用于催化水分解产氧的复合电极

说明书

本实用新型公开了一种用于催化水分解产氧的复合电极，所述复合电极由多股交错编织的功能纤维构成，所述功能纤维为包覆结构，由纤维本体以及依次包覆在所述纤维本体外表面的导电层和催化材料层构成。本实用新型提供了一种用于催化水分解产氧的复合电极，该复合电极具有更大的比表面积、更多的催化活性位点和更低的阻抗，使得该电极同时具有优异的导电性和电催化活性，在电解水产氧领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及电化学催化材料领域，尤其涉及一种用于催化水分解产氧的复合电极。

背景技术

随着社会的发展，人们对能源的需求日益增长，而化石燃料对环境的污染也引起了越来越广泛的重视，开发安全、清洁和可持续的能源转换和存储系统势在必行。

作为产生和存储可再生能源的最重要过程之一，氧释放反应(OER，2H₂O→O₂+4H⁺+4e^-)近年来引起了广泛的关注与研究。IrO₂和RuO₂具有很高的活性，是公认最佳的OER电催化剂。然而，贵金属的高价格和稀缺性严重阻碍了它们在催化领域的广泛应用。因此，迫切需要开发由非贵金属或地产丰富的元素组成的电催化剂来代替贵金属的使用，这些电催化剂在低过电势下仍表现出高的催化能力以加速反应的进行。通常，具有大表面积、均匀结构和高孔隙率的有序几何约束结构在电催化中具有优异的特性。

近年来，由于其在催化和电化学等多个领域日益广泛的应用，具有水镁石层状晶体结构的层状双氢氧化物(LDH)已被广泛研究。与传统的纳米粒子相比，由于具有大孔纳米片结构，LDH在表面可以提供更多的活性位点。研究证明，具有三维结构的铁镍层状双金属氢氧化物(FeNi-LDH)电催化剂在基础介质中对OER具有高活性。然而，迄今为止已报道的大多数基于FeNi的LDH都是粉末型的，因此，在制备电极的过程中，必须使用粘结剂来使催化材料附着在电极表面，但这不仅费时，而且在长时间的电解过程中也容易引起催化剂的脱落。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种用于催化水分解产氧的复合电极。

本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种用于催化水分解产氧的复合电极，由多股交错编织的功能纤维构成，所述功能纤维为包覆结构，由纤维本体以及依次包覆在所述纤维本体外表面的导电层和催化材料层构成。

根据本实用新型提供的用于催化水分解产氧的复合电极，每股中所述功能纤维的数量为50～100。

根据本实用新型提供的用于催化水分解产氧的复合电极，所述导电层的厚度为0.1～1μm。

根据本实用新型提供的用于催化水分解产氧的复合电极，所述导电层为镍纳米颗粒层，其中镍纳米颗粒的粒径小于100nm。

根据本实用新型提供的用于催化水分解产氧的复合电极，所述催化材料层的厚度为15～25nm。

根据本实用新型提供的用于催化水分解产氧的复合电极，所述催化材料层为铁镍层状双金属氢氧化物纳米片。

根据本实用新型提供的用于催化水分解产氧的复合电极，所述复合电极为多孔结构，孔隙率为1％～5％。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种用于催化水分解产氧的复合电极，该复合电极具有更大的比表面积、更多的催化活性位点和更低的阻抗，使得该电极同时具有优异的导电性和电催化活性，在电解水产氧领域具有广阔的应用前景。

附图说明