[发明专利]一种高熵非晶型阳极析氧电极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高熵非晶型阳极析氧电极材料及其制备方法，所述电极材料为非晶态(Fesubgt;0.2/subgt;Cosubgt;0.2/subgt;Nisubgt;0.2/subgt;Crsubgt;0.2/subgt;Vsubgt;0.2/subgt;)subgt;100‑x/subgt;Bsubgt;x/subgt;合金材料，所述合金材料上构建有多孔结构，多孔结构均匀分布在合金材料上。所述制备方法为：先制备高熵非晶型(Fesubgt;0.2/subgt;Cosubgt;0.2/subgt;Nisubgt;0.2/subgt;Crsubgt;0.2/subgt;Vsubgt;0.2/subgt;)subgt;100‑x/subgt;Bsubgt;x/subgt;自支撑析氧电极基材，再采用循环伏安法对制备出的电极基材进行电化学激活，进一步生成有利于析氧过程的带多孔结构活性物质的电极材料。本发明(Fesubgt;0.2/subgt;Cosubgt;0.2/subgt;Nisubgt;0.2/subgt;Crsubgt;0.2/subgt;Vsubgt;0.2/subgt;)subgt;100‑x/subgt;Bsubgt;x/subgt;电极材料有良好的耐腐蚀性能，在碱性电解液KOH中稳定性良好；同时还具有优异的阳极析氧性能。

技术领域

本发明涉及一种高熵非晶型阳极析氧电极材料，还涉及上述电极材料的制备方法。

背景技术

随着人类社会的发展，传统化石能源(煤、石油、天然气)带来的温室效应，雾霾、酸雨已经引起了不容忽视的问题。地球上的化石能源储备有限，过度开采不利于人类社会的可持续发展。因此探索清洁可持续的新能源，已经成为人类面临的重大课题。氢能作为一种清洁能源，具有很高的能量密度，受到了广泛的关注。电解水制氢是目前广泛采用的一种制氢方法，在电解水装置中，三电极系统的阴极和阳极分别产生氢气和氧气。但是目前进行电解水仍然需要克服较大的能量势垒，这就导致了转换效率不高。因此，开发阳极催化材料的关键在于降低反应所需要的活化能，同时对电极的稳定性具有一定的要求。目前，阳极催化电极最常见的材料是贵金属氧化物，包括RuO₂、IrO₂等。但是贵金属高昂的价格限制其应用，难以满足实际需求。并且贵金属氧化物在碱性电解液KOH中稳定性较差。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种价格低廉、耐蚀性好且电催化性能优良的高熵非晶型阳极析氧电极材料；本发明另一目的是提供上述阳极析氧电极材料的制备方法。

技术方案：本发明所述的高熵非晶型阳极析氧电极材料，所述电极材料为非晶态(Fe_0.2Co_0.2Ni_0.2Cr_0.2V_0.2)_100-xB_x合金材料，所述合金材料上构建有多孔结构，多孔结构均匀分布在合金材料上。

本发明(Fe_0.2Co_0.2Ni_0.2Cr_0.2V_0.2)_100-xB_x合金材料在结构上为非晶态，处于热力学亚稳的无序状态，非晶态结构可以保证合金成分上的高度均匀性，提供更多的活性位点有利于析氧过程中的电子转移，加快反应过程。通过循环伏安法进行表面结构调整，实现循环伏安法后(Fe_0.2Co_0.2Ni_0.2Cr_0.2V_0.2)_100-xB_x高熵非晶带材上多孔结构的均匀分布。

其中，孔结构为圆孔结构，圆孔结构的直径为80～150nm。

其中，非晶态(Fe_0.2Co_0.2Ni_0.2Cr_0.2V_0.2)_100-xB_x合金材料中，X＝15～20。