[发明专利]一种工业制备镍钼电极的方法及镍钼电极

说明书

本发明公开了一种工业制备镍钼电极的方法及镍钼电极。本发明的工业制备镍钼电极的方法采用高能球磨可以将镍铝合金粉与钼粉合金化，为金属合金工厂化提供了新的方向；除去铝的过程增大了材料的比表面积；在马弗炉中煅烧的过程使得催化剂和电极基材结合的更牢固。采用本发明的方法制备的镍钼电极应用到碱性电解水制氢时，镍表面上形成的吸附氢原子可“溢出”至钼表面上复合脱附，从而引起析氢过电位显著降低，进一步降低了能耗，并避免了在镍表面上生成氢化物。

技术领域

本发明涉及电解水制氢技术领域，尤其涉及一种工业制备镍钼电极的方法及镍钼电极。

背景技术

能源问题一直是全世界共同关注的问题，可再生能源发电符合双碳目标的要求，但是可再生能源发电具有波动性，需要介质将波动的可再生能源进行存储，氢能具备物质和能源两种属性，可再生能源可以通过电解水制氢的方式将电能转化为氢能进行存储和运输。碱性电解水制氢由于其技术成熟，成本相对较低，是目前广泛采用的工业电解水制氢技术，在碱性电解水制氢的过程中，电极成本尤为重要，降低阴极的析氢过电位可以有效降低电解水制氢的能耗，镍钼合金是近年来被广泛研究的一种高效析氢电极，其具有来源广泛、价格低廉、结构独特的优点，但在工业上没有适用于镍钼电极生产的工艺方法。因此，有必要提出一种工业制备镍钼电极的方法。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的的目的在于提出一种工业制备镍钼电极的方法及镍钼电极。将采用本发明的工业制备镍钼电解的方法制备得到的镍钼电极应用到碱性电解水制氢时，镍表面上形成的吸附氢原子可“溢出”至钼表面上复合脱附，从而引起析氢过电位显著降低，进一步降低了能耗，并避免了在镍表面上生成氢化物。

一方面，本发明提出了一种工业制备镍钼电极的方法，包括以下步骤：

(1)将质量比为1：0.5～1的镍铝合金粉和钼粉混合后进行球磨；

(2)将球磨后的样品置于碱性溶液中除去所述样品中的铝，过滤、清洗、干燥后得到催化剂粉体；

(3)将质量比为3～6：1的所述催化剂粉体与黏结剂均匀混合后涂敷在电极基材上；

(4)将步骤(3)得到的样品置于马弗炉中，在500℃-650℃下煅烧3-5h得到镍钼电极。

在一些实施例中，所述镍铝合金粉和所述钼粉的粒径均为325-800目。

在一些实施例中，所述镍铝合金粉中镍的质量分数为50％-80％。

在一些实施例中，所述球磨的球磨转速为400-700r/min，球磨时间为1-3h。

在一些实施例中，所述碱性溶液为NaOH溶液或KOH溶液。

在一些实施例中，所述步骤(3)中涂敷为将所述催化剂粉体与所述黏结剂混合后刷涂到所述电极基材正反两面，风干后进行再次刷涂，重复刷涂3-5次。

在一些实施例中，所述电极基材为镍网、泡沫镍或镍片。

在一些实施例中，所述黏结剂为体积比为1：40～60的Nafion溶液和乙醇溶液的混合溶液。

在一些实施例中，所述马弗炉的升温速率为10-40℃/min。

另一方面，本发明提出了一种镍钼电极，该镍钼电极由本发明提出的工业制备镍钼电极的方法制备得到。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明的工业制备镍钼电极的方法采用高能球磨可以将镍铝合金粉与钼粉合金化，为金属合金工厂化提供了新的方向。

本发明的工业制备镍钼电极的方法将样品在马弗炉中煅烧的过程使得催化剂和电极基材结合的更牢固。