[发明专利]一种用于制备燃料电池专用氢的催化电极及制备方法

摘要

本发明提出一种用于制备燃料电池专用氢的催化电极及制备方法，将硝酸铁、硝酸镍配置为水溶液，缓慢加入有机硅等反应后获得络合物凝胶，将该凝胶材料与粘结剂混合后涂覆于电极板表面，在高温热处理过程中去除粘结剂，极板表面金属原子与硅基骨架形成金属‑硅键，使得电极金属材料与催化剂界面结合牢固，本发明克服了目前过渡金属氮化物催化剂与电极的结合性能不佳，在催化过程中的稳定性较差的缺陷，提高了电极与催化剂复合稳定性，进而提高了催化活性。本发明提高传统电解水催化剂在催化过程中的稳定性，同时制备方法简单可控，适宜于大规模制备燃料电池氢原料。

主权项

1.一种用于制备燃料电池专用氢的催化电极的制备方法，其特征在于，采用硝酸铁和硝酸镍作为金属源，通过有机硅在络合剂和絮凝剂作用下形成的网状凝胶，在极板上，与氨气高温反应，得到多孔网状结构的氮化铁镍催化电极板，具体包括以下步骤：（1）将硝酸铁和硝酸镍粉末混合，加入去离子水，并搅拌1~5h，超声处理1~5h，得到铁镍离子混合溶液，其中溶液中铁离子的浓度为0.2~1.6mol/L，所述镍离子的浓度为0.6~2.1mol/L；（2）将有机硅、络合剂、絮凝剂加入所述铁镍离子混合溶液中，其中所述有机硅、络合剂、絮凝剂、铁镍离子混合溶液的质量比10~20:1:1~5:200，采用5~8℃/min的升温速度，置于60~80℃的烘箱中络合1~3小时，形成絮状凝胶；（3）将所述絮状凝胶与粘接剂混合，所述粘接剂与所述絮状凝胶的质量比例为1:100~200，并搅拌1~5h，得到复合前驱体，将所述复合前驱体涂覆于电极板表面，所述涂覆厚度为10~500μm，置于真空干燥箱中，干燥1~2小时，得到复合电极板前驱体；（4）将所述复合电极板前驱体置于氨气氩气混合环境中，进行高温热处理，获得多孔网状结构的氮化铁镍催化电极，其中，所述氨气的体积浓度为20~40%。