【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电解水制氢，特别是涉及一种铂载量可调控的析氢电极及其制备方法、应用。
技术介绍
1、随着可再生能源的快速发展，其间歇性、随机性和负荷时空不匹配等问题日益突出，如何解决可再生能源的消纳，保证电网系统安全运行正逐渐成为能源领域关注的焦点。氢能作为一种很有优势的大规模长周期储能方式，可以有效解决可再生能源发电的问题；同时氢能的应用范围十分广泛，可以用于交通、化工、冶金等领域，进一步降低碳排放。电解水制氢目前主要有碱性电解池、质子交换膜电解池以及固体氧化物电解池等方式，碱液电解池因为成本低廉，是最成熟的商业电解水制氢方式，其中电极是水分解反应发生的场所，决定了反应发生的快慢。
2、镍网由于成本低、耐碱腐蚀，是最普遍的碱液制氢电极材料，但其较低的水解活性导致碱液制氢效率整体偏低，难以匹配更高的制氢需求。根据dft（density functionaltheory，密度泛函理论）计算，铂（pt）具有最高的理论析氢活性，但高昂的价格（208元/g）和储量限制了其作为电极材料的大规模应用。考虑到其高昂的成本，因此镍网电极中通常只会进行铂的微量掺杂。然而，在将铂进行微量掺杂时，如何能更好地兼顾水解活性和成本，是目前铂掺杂电极所面临的技术难题。
技术实现思路
1、基于此，本申请提供一种铂载量可调控的析氢电极及其制备方法、应用，可以在电极制备过程中实现铂载量的精准控制，并可使负载在含贱金属基底上的铂元素稳定工作，由此能很好地兼顾水解活性和成本。
2、本申请的第一方面提供
3、采用电沉积方法将电解液沉积在基底上，形成负载在所述基底上的贱金属氢氧化物，以及部分或全部负载在所述贱金属氢氧化物上的铂，制备所述铂载量可调控的析氢电极，
4、其中，所述电解液包含铂离子和贱金属的离子，所述电解液的ph值>7，所述基底包含所述贱金属。
5、在本申请的一些实施方式中，所述电沉积采用线性伏安法，所述线性伏安法满足如下条件中的至少一种：
6、（1）所述线性伏安法中，相对于可逆氢电极的电压范围为0~-0.5v；
7、（2）所述线性伏安法中，循环圈数为：0<cycle≤250圈，可选为：20≤cycle≤250圈。
8、在本申请的一些实施方式中，所述电解液满足如下条件中的至少一种：
9、（1）在所述电解液中，所述铂离子的浓度为5mg/l~50mg/l；
10、（2）在所述电解液中，所述贱金属的离子的浓度为0.5g/l~1g/l；
11、（3）所述电解液还包含ph调节试剂；
12、可选地，所述ph调节试剂包括尿素；
13、可选地，在所述电解液中，所述ph调节试剂的浓度为1g/l~5g/l；
14、（4）所述电解液还包含阴离子；
15、可选地，所述阴离子包括氯离子、硝酸根离子和硫酸根离子中的至少一种，进一步可选为氯离子；
16、（5）所述电解液的ph值满足：7.5≤ph值≤8.5。
17、在本申请的一些实施方式中，满足如下条件中的至少一种：
18、（1）所述铂离子的来源包括氯化铂和硝酸铂中的至少一种，可选为氯化铂；
19、（2）所述贱金属的离子的来源包括所述贱金属离子的氯化物、硝酸化合物和硫酸化合物中的至少一种，可选为所述贱金属的离子的氯化物。
20、在本申请的一些实施方式中，还包括：将所述析氢电极加热处理，使所述贱金属氢氧化物分解为贱金属氧化物；
21、可选地，所述加热处理的温度为t1，所述贱金属氢氧化物的分解温度为t2，t2≤t1≤t2+20℃。
22、在本申请的一些实施方式中，所述贱金属包括镍。
23、本申请的第二方面提供了一种铂载量可调控的析氢电极，通过本申请第一方面的制备方法制得。
24、在本申请的一些实施方式中，所述析氢电极包括所述基底，负载在所述基底上的中间载体，以及负载在所述中间载体上的铂，所述中间载体包括所述贱金属氢氧化物或所述贱金属氧化物；
25、可选地，所述贱金属氢氧化物含有须状结构；
26、可选地，所述贱金属氧化物含有须状结构；
27、可选地，所述铂含有颗粒状结构。
28、在本申请的一些实施方式中，所述析氢电极上的铂载量为0~0.16mg/cm2，可选为0.01mg/cm2~0.16mg/cm2。
29、本申请的第三方面提供了一种本申请第二方面所述的铂载量可调控的析氢电极在碱液制氢中的应用。
30、本申请提供的制备方法，可以在电极制备过程中实现铂载量的精准控制，并可使负载在含贱金属基底上的铂元素稳定工作，获得铂载量精确可控、微观颗粒稳定配合的析氢电极，同时也为高效电解水制氢提供可能，从而可以很好地兼顾水解活性和成本。
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1.一种铂载量可调控的析氢电极的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电沉积采用线性伏安法，所述线性伏安法满足如下条件中的至少一种：
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述电解液满足如下条件中的至少一种：
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，满足如下条件中的至少一种：
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，还包括：将所述析氢电极加热处理，使所述贱金属氢氧化物分解为贱金属氧化物；
6.根据权利要求1~5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述贱金属包括镍。
7.一种铂载量可调控的析氢电极，其特征在于，通过权利要求1~5任一项所述的制备方法制得。
8.根据权利要求7所述的析氢电极，其特征在于，所述析氢电极包括所述基底，负载在所述基底上的中间载体，以及负载在所述中间载体上的铂，所述中间载体包括所述贱金属氢氧化物或所述贱金属氧化物；
9.根据权利要求7或8所述的析氢电极，其特征在于，所述析氢电极上的铂载量为0~0
10.一种如权利要求7~9任一项所述的铂载量可调控的析氢电极在碱液制氢中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种铂载量可调控的析氢电极的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电沉积采用线性伏安法，所述线性伏安法满足如下条件中的至少一种：
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述电解液满足如下条件中的至少一种：
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，满足如下条件中的至少一种：
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，还包括：将所述析氢电极加热处理，使所述贱金属氢氧化物分解为贱金属氧化物；
6.根据权利要求1~5任一项所述的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张君宇，杨福源，孟斌，李春双，施晓亮，宋新甫，周红莲，钱雅文，李渝，王圳，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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