[实用新型]析氢电极

说明书

技术领域

本实用新型涉及析氢催化剂领域，特别涉及一种析氢电极。

背景技术

由于氢气燃烧过程能释放出巨大的能量且燃烧产物是水，因此，氢气被认为是一种可持续清洁能源。从环境友好的角度来说，(光)电化学催化分解水制氢是制备氢气的理想途径之一。但是，在水分解反应中，往往需要高效的析氢催化剂使反应可在较低的过电势下产生较大的电流。目前使用的析氢催化剂主要是铂系贵金属材料，它们在析氢反应过程中有着很低的过电位和优异的反应动力学行为。然而高成本限制了它们的大规模应用。因此，为了满足可持续能源技术的要求，开发高效廉价的析氢催化剂来替代那些昂贵的贵金属催化剂显得十分重要。

近年来，已有一些非贵金属被用来作为析氢催化剂，比如：过渡金属合金、金属硫化物等。过渡金属硫化物中的硫化钼基催化剂，由于其成本低和高活性等优点而备受关注。硫化钼基催化剂也存在一些不足，硫化钼基催化剂由于钼原子处于饱和状态，每个钼原子周围分布有六个硫原子，较多的硫原子分布结构使得催化活性位点被包裹，极大地限制了其析氢催化活性。

实用新型内容

本实用新型提供了一种析氢电极，与现有技术相比，解决了现有的析氢电极的催化活性低的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种析氢电极，包括：

电极本体；

固定于所述电极本体表面的过渡金属硫化物，所述过渡金属硫化物包括至少两种过渡金属原子且至少部分过渡金属原子处于不饱和状态；

其中，所述过渡金属硫化物作为析氢催化剂。

可选的，所述过渡金属硫化物中过渡金属原子是两种或三种或四种。

可选的，所述过渡金属硫化物中部分过渡金属原子处于饱和状态。

可选的，处于不饱和状态的过渡金属原子与所述过渡金属硫化物的质量比是1/4～1/2。

可选的，处于不饱和状态的过渡金属原子与所述过渡金属硫化物的质量比是1/10～1。

可选的，所述过渡金属硫化物中的过渡金属原子是正二价的过渡金属原子。

可选的，所述过渡金属硫化物是钴钼硫化物或镍钼硫化物或锰钼硫化物。

可选的，所述过渡金属硫化物是阵列分布的过渡金属硫化物的纳米片。

可选的，所述电极本体是碳纤维布，所述过渡金属硫化物阵列生长于所述电极本体表面。

可选的，所述碳纤维布的抗拉强度大于等于3000兆帕，拉伸模量大于等于240000兆帕。

本实用新型提供的析氢电极，包括电极本体和固定于电极本体表面的过渡金属硫化物，过渡金属硫化物包括至少两种过渡金属原子且至少部分过渡金属原子处于不饱和状态。过渡金属硫化物中至少部分过渡金属原子处于不饱和状态，处于不饱和状态的过渡金属原子周围硫原子分布少于六个，较少的硫原子分布结构可以促使催化活性位点更多处于其暴露的边缘而不是被包裹，这样就极大的提升了析氢电极的催化活性，降低了析氢反应的反应电位，从而有利于提升析氢电极的催化活性。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的析氢电极的示意图。

主要元件附图标记说明：

100电极本体，200过渡金属硫化物。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的一个实施例的析氢电极，如图1所示，包括：

电极本体100；

固定于电极本体表面的过渡金属硫化物200，过渡金属硫化物200包括至少两种过渡金属原子且至少部分过渡金属原子处于不饱和状态；

其中，过渡金属硫化物作为析氢催化剂。

本实施例的析氢电极，包括电极本体和固定于电极本体表面的过渡金属硫化物，过渡金属硫化物包括至少两种过渡金属原子且至少部分过渡金属原子处于不饱和状态。过渡金属硫化物中至少部分过渡金属原子处于不饱和状态，处于不饱和状态的过渡金属原子周围硫原子分布少于六个，较少的硫原子分布结构可以促使催化活性位点更多处于其暴露的边缘而不是被包裹，这样就极大的提升了析氢电极的催化活性，降低了析氢反应的反应电位，从而有利于提升析氢电极的催化活性。