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稀有金属2025年第09期:高电流密度一体化骨架式Ni基化合物材料制备及电催化性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李衫衫;于庆河;米菁;郝雷;蒋利军;庄姝娴;

单位:有研工程技术研究院有限公司;中国有研科技集团有限公司国家有色金属新能源材料与制品工程技术研究中心;国家电投集团科学技术研究院有限公司中央研究院碳中和研究中心;

摘要:零碳清洁绿色能源的开发与推广已成为双碳目标和国家能源战略的重要实现途径,着力发展以制备绿氢的电解水制氢技术成为向清洁能源转型的重要研究方向,设计与合成高活性催化剂是提升现有电解水制氢水平的关键因素。现有商业化、规模化电解水制氢技术以碱性电解水为主,其中,阴极多以喷涂雷尼镍的镍网为主,阳极多以空白镍网为主。喷涂类镍网催化剂电流密度低、易脱落等问题限制碱水制氢规模的进一步扩大。为改善镍基析氢电极电流密度低、催化层易开裂、粉化、脱落等问题,本文采用表面改性-原位生长两步法,制备出一种高电流密度的一体化骨架式Ni基化合物。对不同硫脲用量(10, 20, 30, 40 g)进行了探究,表征结果表明,当硫脲用量为40 g时,该材料呈现出圆茎簇状纤维形貌。测试结果表明,该材料在95℃、 30%(质量分数)KOH电解液中表现出良好的析氢催化活性,在500, 850, 1000 mA·cm~(-2)电流密度下,该材料的析氢过电位分别为338, 438, 478 mV。

关键词:高电流密度;;Ni-Mo纤维毡电极;;硫化改性处理;;电解水;;析氢性能

基金资助:国家重点研发计划项目(2021YFB4000301)资助