[发明专利]一种高效Ni/Ni(OH)2

说明书

本发明涉及一种高效Ni/Ni(OH)₂析氢电极，其特征在于：所述电极采用六水合硫酸镍和氯化镍作为镍元素来源，通过直流电沉积法，结合后续的氧化还原处理，将镍及其氢氧化物纳米颗粒均匀掺杂于催化层中，制备出高效的Ni/Ni(OH)₂析氢电极。本发明还涉及一种高效Ni/Ni(OH)2析氢电极制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)导电基底的预处理；(2)直流电沉积制备出纳米片状镍及其氢氧化物堆叠形成的催化层；(3)进行阳极氧化处理，得到Ni/Ni(OH)2析氢电极。本发明设计科学合理，具有催化析氢活性高、低成本、低能耗、使用稳定、导电性好等优点，是一种具有较高创新性的高效Ni/Ni(OH)2析氢电极及其制备方法。

技术领域

本发明属于氢气制备领域，涉及一种电极，特别是一种高效Ni/Ni(OH)₂析氢电极及其制备方法。

背景技术

现代人类的生活与能源密不可分，能源是现代经济不断发展的根基，也是社会发展的重要战略物资。随着传统化石燃料的消耗和环境污染的加剧，我们急需开发一种新的可再生能源。目前，进行主要研究的能源包括水电资源、核能、风能、生物质能、太阳能、氢能、页岩气、海洋能等。在众多的新能源中，氢能是最具潜力的能源之一。

目前，氢能的主要来源是天然气、煤炭制氢，或是化工副产品制氢，95％以上的氢能来源于化石能源，对化石能源的过度依赖限制了氢能的长远应用。电解水制氢是最有希望并能可持续发展的途径，由于该技术的最初反应原料是水，而水是一种地球含量丰富且可再生的资源。但目前水电解制氢最大的问题就是耗能过高，难以满足工业要求。造成电能消耗大的主要原因是电解电极的析氢过电位过高，因此，近年来对电解水制氢的研究主要集中在如何研究析氢过电位较低的析氢阴极材料。水电解制氢的方法有纯水电解法、碱性水电解法和硫酸水电解法等。碱性水电解法具有技术相对成熟，操作简单，对设备腐蚀性小，制得的氢气纯度高等特点，是实现大规模生产氢气的重要手段水电解制备氢气的方法清洁、可靠。然而水电解制氢相较于其他制备方法需要较高的能量消耗，故而，降低水电解制氢的能耗是业内人士一直追求的目标。水电解制氢技术中，碱性水电极技术成熟，操作简单，目前应用广泛。电解水的本质是将电能转化为化学能。减少能耗来降低成本是推进大规模工业生产需要解决的难题。

影响阴极析氢电极材料应用的另一个原因是其在长时间电解过程的稳定性。过渡金属硫化物，过渡金属磷化物，过渡金属碳化物作为析氢材料已经得到了较为广泛的报道，但以上电极都面临着在长时间电解过程电极被氧化，进而失去活性，造成电解过程电压急剧升高，极大的增加了能耗和使用成本。

因此，寻找到一种低成本，低能耗，使用稳定的电催化析氢催化剂成为了人们一直以来的目标。

通过对公开专利文献的检索，并未发现与本专利申请相同的公开专利文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低成本、低能耗、使用稳定的高效Ni/Ni(OH)₂析氢电极及其制备方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种高效Ni/Ni(OH)₂析氢电极，其特征在于：所述电极采用六水合硫酸镍和氯化镍作为镍元素来源，通过直流电沉积法，结合后续的氧化还原处理，将镍及其氢氧化物纳米颗粒均匀掺杂于催化层中，制备出高效的Ni/Ni(OH)₂析氢电极。

而且，所述催化层由纳米片状结构堆叠形成半球形，纳米片厚度在10～20nm，半球形直径在2～4μm。

一种高效Ni/Ni(OH)₂析氢电极制备方法，其特征在于：包括以下步骤：