用于碱性电解水制氢的多元合金电极催化剂及其制备方法与流程

本发明属于电极催化剂，特别是涉及一种用于碱性电解水制氢的多元合金电极催化剂及其制备方法。

背景技术：

1、氢能作为一种清洁、高效的能源载体，受到了广泛的关注。然而，目前氢气的生产主要依赖于化石燃料，这不仅消耗了大量的化石资源，还加剧了环境污染。因此，开发绿色、可持续的氢气生产技术具有重要意义。

2、电解水制氢技术以其清洁、高效的优点，成为未来氢气生产的重要方向。而多元合金电极催化剂的研发，则是推动电解水制氢技术发展的关键所在。

3、现目前电极市场主要采用雷尼镍作为电极催化剂，雷尼镍虽然价格便宜，制备容易，但是催化性能并不是最优的，目前很多电极厂家都在尝试在雷尼镍的基础上加入其他元素以优化雷尼镍的催化性能。雷尼镍以及在雷尼镍基础上衍生的催化剂，还有一个巨大的短板，即催化寿命短，很多装有雷尼镍催化剂电极的电解槽在投入使用几个月之后电位就会急剧上升，最后趋向于普通镍网电极的催化水平。

4、如公布号为cn117344334a的碱性电解水制氢多元催化剂及镍丝网电极的制备方法，其采用多元合金方式，理论上催化剂的催化效果会非常好，但是该方案的喷涂工艺较差，涂层结合强度较差，在电极长时间运行的过程中，涂层会发生剥落，进而影响催化剂的寿命，使电位不断上升。

5、因此，目前雷尼镍催化剂的研发方向一是继续降低电极电位，二是延长催化剂的催化寿命。现在正急需一款既能降低电极电位，又能延长催化剂寿命的新型雷尼镍催化剂电极。基于此，提出了一种用于碱性电解水制氢的多元合金电极催化剂及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于碱性电解水制氢的多元合金电极催化剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明为一种用于碱性电解水制氢的多元合金电极催化剂的制备方法，包括以下步骤：

4、第一步：准备多元合金材料，将多元合金材料混合充分以后进行熔炼；

5、第二步：通过进行气雾化，制得球形多元合金粉末；

6、第三步：对粉末材料进行处理；

7、第四步：采用等离子工艺对电极喷涂；

8、第五步：将喷涂好的电极放到氢氧化钾溶液中活化，活化后清洗干净就可以装入电解槽中使用。

9、进一步地，所述第一步中多元合金材料由以下原料组成：

10、镍、铬、钼、钴、铌。

11、进一步地，所述多元合金材料中各原料的质量百分比如下：

12、镍63％，铬15％，钼10％，钴8％，铌4。

13、进一步地，所述第三步中对粉末材料进行处理包括以下步骤：

14、将球形多元合金粉末中25-45微米的球形多元合金粉末被5％的铝包裹，形成5％铝包多元合金粉末，作为电极催化剂的过渡层兼催化层粉末材料；

15、将粒径大于45微米的球形多元合金粉末通过球磨破碎成粒径小于25微米的超细破碎多元合金粉末，并与气雾化中产生的粒径小于25微米的超细球形多元合金粉末进行混合，形成粒径小于25微米的超细混合多元合金粉末，然后与雷尼镍进行混合，作为电极催化剂的催化层多元合金粉末材料。

16、进一步地，所述第四步中采用等离子工艺对电极喷涂包括以下步骤：

17、采用等离子喷涂工艺将5％铝包多元合金粉末喷涂到经喷砂预处理过的镍网电极表面形成一层过渡层；

18、采用等离子喷涂工艺将混合后的催化层多元合金粉末材料喷涂到含有过渡层的镍网电极上，形成电极催化层。

19、本发明具有以下有益效果：

20、本发明的多元合金材料中含有镍铬钼钴铌，可以有效降低电极电位，能够有效提升电极的催化性能，使得催化剂的耐腐蚀性能得到提升，有利于延长催化剂的寿命；且通过铌的配合能够让涂层有效地适应电解槽温度，不会受到温度的影响而导致涂层剥落，进一步提升了催化剂的寿命。

技术特征：

1.一种用于碱性电解水制氢的多元合金电极催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于碱性电解水制氢的多元合金电极催化剂的制备方法，其特征在于，所述第一步中多元合金材料由以下原料组成：

3.根据权利要求2所述的一种用于碱性电解水制氢的多元合金电极催化剂的制备方法，其特征在于，所述多元合金材料中各原料的质量百分比如下：

4.根据权利要求1所述的一种用于碱性电解水制氢的多元合金电极催化剂的制备方法，其特征在于，所述第三步中对粉末材料进行处理包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种用于碱性电解水制氢的多元合金电极催化剂的制备方法，其特征在于，所述第四步中采用等离子工艺对电极喷涂包括以下步骤：

6.一种用于碱性电解水制氢的多元合金电极催化剂，其特征在于，所述用于碱性电解水制氢的多元合金电极催化剂是根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法所制备的。

技术总结
本发明公开了一种用于碱性电解水制氢的多元合金电极催化剂及其制备方法，涉及电极催化剂技术领域。本发明包括以下步骤：第一步：准备多元合金材料，将多元合金材料混合充分以后进行熔炼；第二步：通过进行气雾化，制得球形多元合金粉末；第三步：对粉末材料进行处理；第四步：采用等离子工艺对电极喷涂；第五步：将喷涂好的电极放到氢氧化钾溶液中活化，活化后清洗干净就可以装入电解槽中使用。本发明的多元合金材料中含有镍铬钼钴铌，可以有效降低电极电位，能够有效提升电极的催化性能，使得催化剂的耐腐蚀性能得到提升，有利于延长催化剂的寿命。

技术研发人员：王晶晨
受保护的技术使用者：北京华易氢元科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/26