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一种碱式电解制氢电极的制备方法与流程

2022-06-11 12:37:04 来源:中国专利 TAG:

1.本发明涉及一种电极的制备方法,特别是一种碱式电解制氢电极的制备方法。


背景技术:

2.光电催化分解水制氢利用太阳能和水制得氢气,没有副产品,且能在两极上分别获得氢气和氧气,无污染,显示了强大的优势和发展潜力;但是目前效率还较低;为了提高制氢效率,需要优化光电催化制氢系统的各个因素,尤其是制氢电极催化方式,现有制氢电极催化方式使用效果不佳,并且其物理稳定性和化学稳定性不高,并且导电率比较低,不能满足人们的使用需要,并且其原料选择成本比较高昂,安全性也比较低;并且现有的喷涂方式覆盖面积比较小,产氢量比较低,制氢成本也比较高;
3.因此,有必要开发出一种能够电解制氢电极且喷涂方式效果佳的方法。


技术实现要素:

4.由于现有的制氢电极电解方式不能满足我们的使用需求,并且在使用时其成本较高,安全性比较低,并且其喷涂方式比表面积比较小,产氢量低,制氢成本随之增加,因此我们在现有技术缺陷的基础上设计了一种碱式电解制氢电极的制备方法,电解方式使用效果好,喷涂比表面积大,制氢成本低,便于人们进行选择使用。
5.实现上述目的本发明的技术方案为,一种碱式电解制氢电极的制备方法,包括以下工作步骤:
6.步骤一:制备阳极基底;
7.步骤二:配置用于电解的电解槽工作环境;
8.步骤三:采用等离子喷涂在电极网表面;
9.步骤四:采用碱式电解水。
10.对本技术方案的进一步补充说明,步骤一中阳极基底为硫化镍。
11.对本技术方案的进一步补充说明,所述等离子喷涂为镍铝混合粉。
12.对本技术方案的进一步补充说明,所述镍铝混合粉采用以下质量百分比组成:金属镍10%-100%、金属铝粉10%-100%。
13.对本技术方案的进一步补充说明,所述电解槽中采用的电流为变压器和整流柜将高压交流电转换为电解槽中所需要采用的直流电。
14.对本技术方案的进一步补充说明,所述阳极氧化的过程为:硫化镍阳极经过处理分成三个部分,分别为电解精炼、种板电解、酸性电解造液,三者再次处理成为阳极液,阳极液经过净化除杂后与阴极液结合实现电解即种板电解。
15.对本技术方案的进一步补充说明,种板电解加入始极片从而能够进一步电解精炼。
16.对本技术方案的进一步补充说明,所述电解精炼进行处理分成三部分,分别为:电镍、阳极泥、阳极液。
17.对本技术方案的进一步补充说明,所述等离子喷涂中喷涂涂层与喷嘴之间距离为70-200mm。
18.其有益效果在于,物理稳定性和电化学稳定性高;导电率高,具有电子导电性;电催化活性优良;对反应具有高选择性,不易中毒失效;成本低廉、安全性高;直流电耗(kw.h/m3)小于等于4.4;直流电流(a)可以达到5000-1000;通过等离子喷涂网子比表面积比未喷涂网子增大2-5倍,比表面积增大意味着电流增大,制氢成本降低。
具体实施方式
19.由于现有的制氢电极电解方式不能满足我们的使用需求,并且在使用时其成本较高,安全性比较低,并且其喷涂方式比表面积比较小,产氢量低,制氢成本随之增加,因此我们在现有技术缺陷的基础上设计了一种碱式电解制氢电极的制备方法,电解方式使用效果好,喷涂比表面积大,制氢成本低,便于人们进行选择使用。
20.为了便于本领域技术人员对本技术方案更加清楚,下面将详细阐述本发明的技术方案:
21.一种碱式电解制氢电极的制备方法,包括以下工作步骤:
22.步骤一:制备阳极基底;
23.步骤二:配置用于电解的电解槽工作环境;
24.步骤三:采用等离子喷涂在电极网表面;
25.步骤四:采用碱式电解水。
26.对本技术方案的进一步补充说明,步骤一中阳极基底为硫化镍。
27.对本技术方案的进一步补充说明,所述等离子喷涂为镍铝混合粉,所述等离子喷涂中喷涂涂层与喷嘴之间距离为70-200mm。
28.对本技术方案的进一步补充说明,所述镍铝混合粉采用以下质量百分比组成:金属镍10%-100%、金属铝粉10%-100%。
29.对本技术方案的进一步补充说明,所述电解槽中采用的电流为变压器和整流柜将高压交流电转换为电解槽中所需要采用的直流电。
30.对本技术方案的进一步补充说明,所述阳极氧化的过程为:硫化镍阳极经过处理分成三个部分,分别为电解精炼、种板电解、酸性电解造液,三者再次处理成为阳极液,阳极液经过净化除杂后与阴极液结合实现电解即种板电解,种板电解加入始极片从而能够进一步电解精炼,所述电解精炼进行处理分成三部分,分别为:电镍、阳极泥、阳极液,阳极泥处理方式是回收硫及贵金属,电解槽的工作原理为:在阴极水分子被分解为h 和oh-,h 得到电子生成氢原子,并进一步生成氢分子(h2);oh-则在阴、阳极之间的电场力作用下穿过多孔的横隔膜,到达阳极,在阳极失去电子生成一个水分子和氧分子。
31.上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案,本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理,属于本发明的保护范围之内。


技术特征:
1.一种碱式电解制氢电极的制备方法,其特征在于,包括以下工作步骤:步骤一:制备阳极基底;步骤二:配置用于电解的电解槽工作环境;步骤三:采用等离子喷涂在电极网表面;步骤四:采用碱式电解水。2.根据权利要求1所述的一种碱式电解制氢电极的制备方法,其特征在于,步骤一中阳极基底为硫化镍。3.根据权利要求2所述的一种碱式电解制氢电极的制备方法,其特征在于,所述等离子喷涂为镍铝混合粉。4.根据权利要求3所述的一种碱式电解制氢电极的制备方法,其特征在于,所述镍铝混合粉采用以下质量百分比组成:金属镍10%-100%、金属铝粉10%-100%。5.根据权利要求4所述的一种碱式电解制氢电极的制备方法,其特征在于,所述电解槽中采用的电流为变压器和整流柜将高压交流电转换为电解槽中所需要采用的直流电。6.根据权利要求5所述的一种碱式电解制氢电极的制备方法,其特征在于,所述阳极氧化的过程为:硫化镍阳极经过处理分成三个部分,分别为电解精炼、种板电解、酸性电解造液,三者再次处理成为阳极液,阳极液经过净化除杂后与阴极液结合实现电解即种板电解。7.根据权利要求6所述的一种碱式电解制氢电极的制备方法,其特征在于,种板电解加入始极片从而能够进一步电解精炼。8.根据权利要求7所述的一种碱式电解制氢电极的制备方法,其特征在于,所述电解精炼进行处理分成三部分,分别为:电镍、阳极泥、阳极液。9.根据权利要求8所述的一种碱式电解制氢电极的制备方法,其特征在于,所述等离子喷涂中喷涂涂层与喷嘴之间距离为70-200mm。

技术总结
本发明公开了一种碱式电解制氢电极的制备方法,包括以下工作步骤:步骤一:制备阳极基底;步骤二:配置用于电解的电解槽工作环境;步骤三:采用等离子喷涂在电极网表面;步骤四:采用碱式电解水。本发明的有益效果是,物理稳定性和电化学稳定性高;导电率高,具有电子导电性;电催化活性优良;对反应具有高选择性,不易中毒失效;成本低廉、安全性高;直流电耗(kw.h/m3)小于等于4.4;直流电流(A)可以达到5000-1000;通过等离子喷涂网子比表面积比未喷涂网子增大2-5倍,比表面积增大意味着电流增大,制氢成本降低。氢成本降低。


技术研发人员:张维涛
受保护的技术使用者:苏州西派纳米科技有限公司
技术研发日:2022.04.12
技术公布日:2022/6/10
再多了解一些

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