CN115976592B 一种铁钴镍纳米材料、电解水制氢装置及其制备方法和应用 （中山大学）

US2021123152A1,2021.0WO2023277010A1,2023.01电极材料可以在碱性环境下进行析氢析氧和全值和电导率变化较大的基于双极膜的电解水装24.权利要求3所述铁钴镍纳米材料作为阴极和/或阳极在制备电解水制氢装置中的8.根据权利要求5所述电解水制氢装置，其特征在于，所述阳极和阴极的间距为3换膜电解槽)、以及固体氧化物水电解(固体氧化物电解槽)和双极膜水电解(双极膜电解膜的电解水装置仅能维持较短的运行时间，或在长时间的运行过程中不断地更新电解液，比如名称为一种双极膜表面粉末态光催化剂在水分解中的应用的中国专利将粉末态的催到的铁钴镍纳米材料作为电极材料可以在碱性环境下进行析氢析氧和全水解反应，同时，4[0008]本发明的进一步目的是提供上述铁钴镍纳米材料作为阴极和/或阳极在制备电解[0023]更为优选地，所述清洗的具体过程为：先用盐酸对泡沫镍进行超声清洗10~5％～[0033]上述铁钴镍纳米材料作为阴极和/或阳极在制备电解水制氢装置中的应用也在本置能够实现不更新电解液的情况下稳定运行1[0039]更为优选地，所述磷酸盐缓冲液中各溶质的浓度为：氯化钾0.26g/L、氯化铵6[0053](1)本发明的制备方法得到的铁钴镍纳米材料作为电极材料可以在碱性环境下进氢氧化物纳米材料能够适用于电解液pH值和电导率变化较大的基于双极膜的电解水装置，水装置能够实现不更新电解液的情况下稳定运行[0064]图10为实施例9～11的电解水制氢装置在频倒电解液的运行方式运行192h的稳定[0065]图11为实施例9～11的电解水制氢装置在频倒电解液的运行方式运行192h的析氢[0066]图12为实施例9～11的电解水制氢装置在频倒电解液的运行方式运行192h的析氧78[0095]本实施例提供一种电解水制氢装置，该装置与实施例9的电解水制氢装置配置基[0097]本实施例提供一种电解水制氢装置，该装置与实施例9的电解水制氢装置配置基(012)和(0015)晶面(JCPDSNo.51_0463)，表明铁钴镍纳米材料是层状纳米片组成的纳米2p1/2和Co3+2p1/2，而位于783.83eV和799.33eV的拟合峰则分别对应为Co2+2p3/2和Co2+2p1/2，788.13eV和803.08eV的拟合峰为卫星峰，以上结果表明材料中Co元素存在Co3+和Co2+9[0104]取实施例1得到的铁钴镍纳米材料分别置于三电极体系中测试其析氢、析氧和全水解性能，结果如图6所示。图6是线性伏安扫描分析结果图。从图6可知，在中性电解液(0.1M磷酸缓冲液)中，铁钴镍纳米材料(图中的标记为铁钴镍层状氢氧化物/泡沫镍)在_cm_2电位分别为68和207mV(图6(b))；在10mA·cm_2和50mA·cm_2的析氧过电位分别为117和[0105]实施例4～8的以实施例1得到的铁钴镍纳米材料为阴极和阳极的基于双极膜的电_1[0106]实施例9～11在实施例5的基础上考察以铁钴镍纳米材料为阴极和阳极的正向配置双极膜的电解水制氢装置以频倒电解液(阴极液和阳极液交替)的运行模式下是否能够在不频繁更换电解液的情况下实现长期运行以及在不同电解液中的适用性，电压_时间曲PBS(阴极液)的电解水装置第0～12h内的析氢速率为1.23mmol·h_1，析氧速率为_1_1液为0.5MKOH(阴极液)||0.5MKOH(阳极液)的电解水装置第0～12h内的析氢速率为_1～192h内的平均析氢速率为1.44mmol·h_1，平均析氧速率为电解液的运行方式运行时能够保持较好的稳定性且不需要更换新