[发明专利]一种用于在液体环境中电解制气的多孔电极及其制备方法

权利要求书

1.一种用于在液体环境中电解制气的多孔电极，其特征在于，所述多孔电极包括电极基体和涂覆在所述电极基体表面的电极催化层；

所述电极催化层的孔隙率在远离所述电极基体的延伸方向上呈减小变化。

2.根据权利要求1所述的用于在液体环境下电解制气的多孔电极，其特征在于，所述减小变化为连续减小变化或梯度减小变化；

优选的，所述电极催化层由多层催化涂层叠加构成；在任意相邻的两层催化涂层中，靠近所述电极基体侧的催化涂层的孔隙率高于远离所述电极基体侧的催化涂层的孔隙率。

3.根据权利要求2所述的用于在液体环境下电解制气的多孔电极，其特征在于，所述电极催化层的孔隙率在远离所述电极基体的延伸方向上由50％减小到5％。

4.根据权利要求2所述的用于在液体环境下电解制气的多孔电极，其特征在于，所述电极催化层的孔隙率在远离所述电极基体的延伸方向上由35％减小到5％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的用于在液体环境下电解制气的多孔电极，其特征在于，所述电极催化层的催化材料含有如下成分中的一种或多种：镍或其合金、铂或其合金、钌或其合金、以及铟或其合金。

6.一种多孔电极的制备方法，所述多孔电极用于在液体环境下电解制气，其特征在于，所述制备方法包括：在电极基体的表面涂覆电极催化层并使所述电极催化层的孔隙率在远离所述电极基体的延伸方向上呈减小变化；

优选的，所述减小变化为连续减小变化或梯度减小变化。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述电极基体的表面涂覆所述电极催化层的方法如下：在所述电极基体的表面由下而上依次涂覆多层催化涂层以形成所述电极催化层，并控制在任意相邻的两层催化涂层中，靠近所述电极基体侧的催化涂层的孔隙率高于远离所述电极基体侧的催化涂层的孔隙率；

优选的，采用如下涂覆技术中的任意一种或几种的组合涂覆所述催化涂层：大气等离子喷涂、低压等离子喷涂、真空等离子喷涂、冷喷涂、高压冷气喷涂、超音速火焰喷涂、超音速等离子喷涂、激光熔覆、3D打印和金属选区熔覆。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在涂覆所述催化涂层时，所用的涂覆材料含有用于形成所述催化涂层的催化剂和造孔剂；按体积百分比计，所述造孔剂在所述涂覆材料中的含量为5％～50％；

优选的，所述催化涂层的数量为六层，在所述电极基体的表面由下而上的方向上，涂覆第一层催化涂层所用的涂覆材料中，所述造孔剂的含量为50％，涂覆第二层催化涂层所用的涂覆材料中，所述造孔剂的含量为40％，涂覆第三层催化涂层所用的涂覆材料中，所述造孔剂的含量为30％，涂覆第四层催化涂层所用的涂覆材料中，所述造孔剂的含量为20％，涂覆第五层催化涂层所用的涂覆材料中，所述造孔剂的含量为10％，涂覆第六层催化涂层所用的涂覆材料中，所述造孔剂的含量为50％；

或者，催化涂层的数量为三层，在所述电极基体的表面由下而上的方向上，涂覆第一层催化涂层所用的涂覆材料中，所述造孔剂的含量为30％，涂覆第二层催化涂层所用的涂覆材料中，所述造孔剂的含量为20％，涂覆第三层催化涂层所用的涂覆材料中，所述造孔剂的含量为10％；

优选的，所述催化剂选自镍或其合金、铂或其合金、钌或其合金、铟或其合金、铁或其合金、钴或其合金、以及钼或其合金；

优选的，所述造孔剂选自Al、Zn、NaCl、以及KCl。

9.一种用于在液体环境下电解制气的多孔电极，其由权利要求6-8任一项所述的制备方法制得。

10.一种电解制气的方法，其特征在于，其采用权利要求1-5任一项所述的多孔电极或权利要求9所述的多孔电极进行电解制气。