【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电解水制氢，具体涉及一种电极催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着化石燃料的日益消耗以及由此带来的环境问题，人们越发关注开发和利用可持续、可再生的清洁能源。氢能因其具有环境友好性、高能量密度、零碳排放和可循环利用的特点，被认为是一种非常有潜力的清洁能源。目前生产氢的方式很多，常见的有水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等，其中，最具实用性、最清洁的方法便是电解水制氢。
2、目前，电解水装置主要分为三种，包括碱性电解水(awe)装置、质子交换膜电解水(pem)装置以及阴离子交换膜电解水(aem)装置。质子交换膜电解水装置和阴离子交换膜电解水装置制氢的技术流程简单，能效较高，且避免了碱液污染及腐蚀问题，提高了电解槽的使用寿命和安全性。但因使用贵金属材料作为电催化剂，成本过高，且催化位点有限，限制了制氢技术的发展。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种电极催化剂及其制备方法与应用，能够增加电极催化剂的比表面积，活性位点暴露高，提高催化效率，能够降低催化层中贵金属的用量，使成本大幅下降。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是通过如下的技术方案实现的。
3、本专利技术提供一种电极催化剂，包括：
4、纳米片催化剂结构，其中所述纳米片催化剂结构表面具有多个孔洞，所述孔洞的尺寸小于80nm。
5、在本专利技术一实施例中，所述纳米片催化剂结构具有纳米线阵列结构，所述纳米线阵列结构具有珊瑚状多孔结构
6、在本专利技术一实施例中，所述电极催化剂的比表面积大于等于10m2/g。
7、在本专利技术一实施例中，所述纳米线阵列结构的结构式为mn，其中，m选自mn、cr、fe、co、ni或cu中的至少一种，n选自ir。
8、在本专利技术一实施例中，所述纳米片催化剂结构具有空心球状或空心链状结构。
9、在本专利技术一实施例中，所述电极催化剂包括过渡金属、镧系稀土元素和铂族贵金属元素中的至少两种，其中，所述过渡金属元素包括mn、cr、zr、fe、co、ni、cu、zn、mo或w中的至少一种，所述铂族贵金属元素包括ru、rh、pd、ag、os、ir、pt或au中的至少一种。
10、本专利技术还提供一种制备上述所述的电极催化剂的方法，至少包括：
11、制备金属前驱体溶液；
12、向所述金属前驱体溶液中加入形貌诱导剂；
13、在预设温度下保温搅拌预设时间，获得中间体；以及
14、对所述中间体进行造孔处理，获得所述电极催化剂。
15、在本专利技术一实施例中，所述形貌诱导剂包括第一诱导剂和第二诱导剂，所述第一诱导剂包括金属酸盐、金属卤化物、金属硫酸盐以及金属硝酸盐溶剂，金属选自mn、cr、fe、co、ni、cu、zn和铂族贵金属元素中的至少两种，所述第二诱导剂选自甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、环己烷、乙酸乙酯和二甲基亚砜中的至少一种。
16、本专利技术还提供一种制氢电解槽用的电极，包括：基材及上述所述的电极催化剂。
17、本专利技术还提供一种制氢电解槽，其特征在于，包括上述所述的电极。
18、综上所述，本专利技术提出一种电极催化剂及其制备方法与应用，能够增加电极催化剂的比表面积，从而在相同质量的情况下，增加与水的接触面积，提高催化效率。在采用电极催化剂做成膜电极后，能够降低催化层中贵金属的用量，使成本大幅下降，同时电极催化剂的催化性能高。电极催化剂的形状规则、大小均匀，有利于流体的传输，同时提高了催化剂的传质效率和强度，提高电极催化剂的催化性能。能够控制反应原料和反应条件，获得预设形貌要求的电极催化剂。
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1.一种电极催化剂，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电极催化剂，其特征在于，所述纳米片催化剂结构具有纳米线阵列结构，所述纳米线阵列结构具有珊瑚状多孔结构。
3.根据权利要求2所述的电极催化剂，其特征在于，所述电极催化剂的比表面积大于等于10m2/g。
4.根据权利要求2所述的电极催化剂，其特征在于，所述纳米线阵列结构的结构式为MN，其中，M选自Mn、Cr、Fe、Co、Ni或Cu中的至少一种，N选自Ir。
5.根据权利要求1所述的电极催化剂，其特征在于，所述纳米片催化剂结构具有空心球状或空心链状结构。
6.根据权利要求5所述的电极催化剂，其特征在于，所述电极催化剂包括过渡金属、镧系稀土元素和铂族贵金属元素中的至少两种，其中，所述过渡金属元素包括Mn、Cr、Zr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo或W中的至少一种，所述铂族贵金属元素包括Ru、Rh、Pd、Ag、Os、Ir、Pt或Au中的至少一种。
7.一种制备权利要求1-6任意一项所述电极催化剂的方法，其特征在于，至少包括：
8.根据权利要
9.一种制氢电解槽用的电极，其特征在于，包括：基材及权利要求1所述的电极催化剂。
10.一种制氢电解槽，其特征在于，包括权利要求9所述的电极。
...【技术特征摘要】
1.一种电极催化剂，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电极催化剂，其特征在于，所述纳米片催化剂结构具有纳米线阵列结构，所述纳米线阵列结构具有珊瑚状多孔结构。
3.根据权利要求2所述的电极催化剂，其特征在于，所述电极催化剂的比表面积大于等于10m2/g。
4.根据权利要求2所述的电极催化剂，其特征在于，所述纳米线阵列结构的结构式为mn，其中，m选自mn、cr、fe、co、ni或cu中的至少一种，n选自ir。
5.根据权利要求1所述的电极催化剂，其特征在于，所述纳米片催化剂结构具有空心球状或空心链状结构。
6.根据权利要求5所述的电极催化剂，其特征在于，所述电极催化剂包括过渡金属、镧系稀土元素和铂族贵金属元素中的至少两种，其中，所述过渡金属元素包括mn、cr、zr、fe、c...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，周振声，
申请(专利权)人：苏州莒纳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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