一种制氢电解槽极网涂层及其制备方法与流程

本发明涉及一种制氢电解槽极网涂层及其制备方法，属于电解液制氢。

背景技术：

1、电解制氢属于电化工应用领域，目前多采用绿电电解制氢，即通过制氢电解槽使用各种绿电电解钾碱水，生产氢气和氧气。

2、阴极反应：2h2o+2e－＝h2↑+2oh－

3、阳极反应：4oh－-4e－＝o2↑+2h2o

4、阴极生成的原子氢有很强的还原性,阳极生成的原子氧有很强的氧化性。

5、在制氢电解生产中，电占主要成本，其中每生产1标方氢气，直流电耗达4度电左右。电耗的因素主要有：

6、1、电解槽的结构与材料；

7、2、阴极的析氢电位；

8、3、阳极的析氧电位。

9、选择合适的基网材料，配合多种金属氧化物复合涂层的应用，能够获得更加优质的极网组合，达到降低电位，延长使用寿命的目的。

10、金属及其合金具有各种不同的特性，选择适合的材料，更好的应用于制氢电解槽电解钾碱水，以更低的消耗、更长的寿命，生产出合格的产品。基网材料通常选择不锈钢材质。

11、二氧化铱(iro2)电极氧析出电位高，而耐腐蚀性强，在碱性介质中作为极网材料有广泛的应用前景，通过加入钌(ru)、锡(sn)、钽(ta)、锆(zr)、一氧化碳(co)等元素可使二氧化铱电极性能得到改进。

12、氧化钌，氧化铱是为数不多的导电性氧化物。

13、其中，二氧化钌ruo2具有以下特性：

14、1、消耗率极小；

15、2、高电流运行有良好耐久性；

16、3、氢氧过电位低；

17、4、具有陶瓷特性，熔点高；

18、5、与基网粘着性强。

19、在制氢电解生产中传统的镍基网经过不同处理后，经生产实践检验，发现其缺陷是：电极寿命短，电流密度小，所生产的氢气中氧的含量高，影响了氢气的纯度，再处理造成电流效率下降。

20、因此，需要有一种制氢电解槽极网涂层及其制备方法，降低极网与活性涂层的析氢电位，降低析氧电位，并提高电极寿命。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供降低极网与活性涂层的析氢电位，降低析氧电位，并提高电极寿命的一种制氢电解槽极网涂层及其制备方法。

2、本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种制氢电解槽极网涂层，其配方为包含钌、铱和铂的氯化物水溶液。

3、作为优选，所述钌的含量为25％～35％，所述铱的含量为35％～45％，所述铂的含量为25％～35％。

4、作为优选，所述铱的含量为40％。

5、作为优选，所述钌的载体为硝酸钌，所述铱的载体为硝酸铱，所述铂的载体为氯铂酸。

6、一种制氢电解槽极网涂层的制备方法，包括如下步骤：

7、步骤s1、采用扩张网做电极的基材；

8、步骤s2、对基材进行表面处理，形成平整、清洁、带麻面的基材；

9、步骤s3、按配方调配制氢电解槽用极网涂层的氯化物水溶液形成涂布液，将涂布液均匀涂覆在基材上，控制温度烘烤氧化后烧成，使基材表面形成稳定的贵金属氧化物结晶体，贵金属氧化物结晶体为涂层，形成涂层后的基材即为铂铱合金电极。

10、作为优选，所述扩张网为不锈钢材质。

11、作为优选，所述步骤s2中，表面处理包括校平、喷砂、清洗等工序处理。

12、作为优选，所述步骤s2中，对基材进行表面处理后通过测试试验，保证涂层的结合强度和比表面积。

13、作为优选，所述步骤s3中，采用多遍涂布的方式，每涂一遍后烘干，然后控制温度烘烤氧化，重复多遍后烧成。

14、作为优选，重复遍数为8遍～12遍。

15、与现有技术相比，本发明的优点在于：

16、本发明一种制氢电解槽极网涂层及其制备方法，

17、1、析氢、析氧电位低，催化能力强，电导率较高，不易发生副反应；

18、2、性能稳定，耐腐蚀，寿命长，电极失效后可进行重涂或简单更换检修后继续使用；

19、3、电极成本得到有效控制；

20、4、提升产品品质，获得氢气、氧气纯度高。

技术特征：

1.一种制氢电解槽极网涂层，其特征在于：其配方为包含钌、铱和铂的氯化物水溶液。

2.根据权利要求1所述的一种制氢电解槽极网涂层，其特征在于：所述钌的含量为25％～35％，所述铱的含量为35％～45％，所述铂的含量为25％～35％。

3.根据权利要求2所述的一种制氢电解槽极网涂层，其特征在于：所述铱的含量为40％。

4.根据权利要求1所述的一种制氢电解槽极网涂层，其特征在于：所述钌的载体为硝酸钌，所述铱的载体为硝酸铱，所述铂的载体为氯铂酸。

5.一种制氢电解槽极网涂层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种制氢电解槽极网涂层的制备方法，其特征在于：所述扩张网为不锈钢材质。

7.根据权利要求5所述的一种制氢电解槽极网涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，表面处理包括校平、喷砂、清洗等工序处理。

8.根据权利要求5所述的一种制氢电解槽极网涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，对基材进行表面处理后通过测试试验，保证涂层的结合强度和比表面积。

9.根据权利要求5所述的一种制氢电解槽极网涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中，采用多遍涂布的方式，每涂一遍后烘干，然后控制温度烘烤氧化，重复多遍后烧成。

10.根据权利要求9所述的一种制氢电解槽极网涂层的制备方法，其特征在于：重复遍数为8遍～12遍。

技术总结
本发明涉及一种制氢电解槽极网涂层及其制备方法，涂层配方为包含钌、铱和铂的氯化物水溶液。涂层的制备方法，包括步骤S1、采用扩张网做电极的基材；步骤S2、对基材进行表面处理，形成平整、清洁、带麻面的基材；步骤S3、按配方调配制氢电解槽用极网涂层的氯化物水溶液形成涂布液，将涂布液均匀涂覆在基材上，控制温度烘烤氧化后烧成，使基材表面形成稳定的贵金属氧化物结晶体，贵金属氧化物结晶体为涂层，形成涂层后的基材即为铂铱合金电极。本发明析氢、析氧电位低，催化能力强，电导率较高，不易发生副反应；性能稳定，耐腐蚀，寿命长，电极失效后可进行重涂或简单更换检修后继续使用；电极成本得到有效控制。

技术研发人员：华雄,陈雨春,居亚军
受保护的技术使用者：宏泽（江苏）科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/5