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公开(公告)号：CN119265599A
公开(公告)日：2025-01-07
申请号：CN202411254801.0
申请日：2024-09-09
Applicant: 清华大学
IPC: C25B11/032 , C25B11/061 , C25B11/052 , C25B11/063 , C25B1/04 , C25B9/19 , C25B11/075 , C25B11/095 , C23C14/35 , C23C14/34 , C23C14/54
Abstract: 本发明提供了一种非均匀定向担载催化剂的有序化一体式电解水制氢电极及其制备方法。该有序化一体式电解水制氢电极由阳极、阴极和中间膜层组成；阳极由阳极基础层和阳极催化剂层组成，阴极由阴极基础层和阴极催化剂层组成；阳极基础层为有序化基础层且阳极催化剂层为非均匀定向担载的层，和/或，阴极基础层为有序化基础层且阴极催化剂层为非均匀定向担载的层。本发明还提供了上述有序化一体式电解水制氢电极的制备方法及其在电解水制氢中的应用。本发明在特定区域定向担载催化剂，形成非均匀担载催化剂层，并与通过热压等手段结合形成膜‑催化剂层‑电极基底/扩散层一体式电极结构，能够大幅提高催化剂利用率并降低阻抗。
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公开(公告)号：CN119020799A
公开(公告)日：2024-11-26
申请号：CN202411013395.9
申请日：2024-07-26
Applicant: 国网新疆电力有限公司经济技术研究院 , 清华大学 , 新疆华电苇湖梁新能源有限公司 , 特变电工科技投资有限公司 , 华能新疆能源开发有限公司托什干河水电分公司
IPC: C25B11/031 , C25B11/091 , C25B11/052 , C25B11/061 , C25B1/04 , C25D15/00 , C25D9/04 , C25D3/50 , C25D7/00
Abstract: 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，该制备方法包括：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，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。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，并可使负载在贱金属基底上的铂元素稳定工作，由此能更好地兼顾水解活性和成本。
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公开(公告)号：CN115928100A
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202211536487.6
申请日：2022-12-02
Applicant: 清华大学
IPC: C25B1/04 , C25B11/054 , C25B11/091 , C01G53/04 , C01G51/04 , B82Y30/00 , B82Y40/00
Abstract: 本发明属于催化剂电极技术领域，具体涉及一种Ru掺杂的催化剂电极及其制备方法。所述Ru掺杂的催化剂电极的制备方法包括：1)将Co(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O、尿素和水混合，得到混合溶液，将碳布浸入混合溶液中进行水热合成反应，洗涤、干燥，得到第一前驱体；2)将第一前驱体浸入含Ru3+溶液进行蚀刻，洗涤、干燥，得到第二前驱体；3)将第二前驱体在不活泼气体下进行煅烧退火，冷却，洗涤、干燥，得到所述Ru掺杂的催化剂电极。本发明优化了电极整体的OER/ORR/HER催化活性和反应速率，同时降低反应能耗和材料成本。
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公开(公告)号：CN115747872A
公开(公告)日：2023-03-07
申请号：CN202211655592.1
申请日：2022-12-22
Applicant: 清华大学
IPC: C25B11/091 , C25B1/04
Abstract: 本发明属于催化技术领域，具体涉及一种碱性HER催化剂电极及其制备方法。本发明提供的碱性HER催化剂电极的制备方法，包括以下步骤：1)将CoCl2、NiCl2、尿素和水混合，得到混合溶液；2)将泡沫镍浸入步骤1)中的混合溶液中，进行水热反应，冷却，洗涤、干燥，得到前驱体；3)将前驱体与次磷酸钠在保护气氛中进行焙烧，冷却、洗涤、干燥，得到所述HER催化剂电极。本发明特定的使用CoCl2、NiCl2为原料制备得到的催化剂电极拥有丰富的界面区域，细小均匀的微观结构，有助于暴露大量活性位点从而提高碱性HER催化活性。
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公开(公告)号：CN115627493A
公开(公告)日：2023-01-20
申请号：CN202211629480.9
申请日：2022-12-19
Applicant: 清华大学
IPC: C25B11/054 , C25B11/093 , C25B1/04
Abstract: 本发明属于电催化剂技术领域，具体涉及一种铂掺杂催化剂电极及其制备方法和应用。本发明提供的铂掺杂的催化剂电极，以镍网为基体，基体上负载Ni(OH)2纳米线/片复合物作为载体，载体上掺杂不高于0.06 mg/cm2的Pt。本发明通过Pt掺杂和Ni(OH)2复合纳米结构的协同效应优化催化剂电极整体的HER/OER催化活性和催化反应速率，降低反应能耗。该电极在碱性水电解槽中表现出超过商业贵金属组合Pt/C@NM || RuO2@NM的实际电解水性能。
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公开(公告)号：CN119265598A
公开(公告)日：2025-01-07
申请号：CN202411254800.6
申请日：2024-09-09
Applicant: 清华大学
IPC: C25B11/032 , C25B11/063 , C25B11/052 , C25B11/075 , C25B9/23 , C25B1/04 , B23K26/362 , C23F1/00
Abstract: 本发明提供了一种在有序扩散层上构建立体催化剂层的PEMEC电极及制备方法。该PEMEC电极的扩散层具有立体化微观结构，所负载的催化剂层为立体催化剂层；所述立体化微观结构包括机械压纹、激光雕刻和不规则的化学腐蚀形状中的一种或两种以上的组合。本发明提供的技术方案采用物理、化学等方式，预先在PTL基底上构造立体化微观结构，再基于该PTL基底涂覆催化剂层，制备具有立体催化剂层的PTE，省去了针对催化剂微观结构的材料工艺设计，提高了催化剂层与PTL之间的接触面积，进而提高电解水性能。
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公开(公告)号：CN117165993A
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202310998873.5
申请日：2023-08-09
Applicant: 清华大学
IPC: C25B11/091 , C25B1/04 , C25B11/056 , C25B11/061
Abstract: 本发明提供一种负载铁、钌的镍基催化剂电极及其制备方法和应用，负载铁、钌的镍基催化剂包括镍网以及负载在镍网表面的至少一层片层结构，所述片层结构包含以纳米颗粒形态分布的铁、钌。该催化剂可应用于电解水制氢，在碱性环境下表现出高反应活性、高稳定性，能够提高电解水制氢效率，有利于实现大规模生产。
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公开(公告)号：CN116770336A
公开(公告)日：2023-09-19
申请号：CN202310994173.9
申请日：2023-08-08
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种双极板及质子交换膜电解槽，所述双极板包括背对连接的双极板阳极板和双极板阴极板；所述双极板阳极板的表面设置有阳极流场，所述双极板阴极板的表面设置有阴极流场；所述阳极流场和阴极流场均具有若干流道；所述阳极流场和/或阴极流场的介质优先从位于中间的流道进入并依次进入至位于两侧的流道内，所述阳极流场和/或阴极流场上的各流道的宽度从中间向两侧线性递增。本发明设置的渐变式的流场能够改善气体、液体两相的传质问题，使液态水流动更加顺畅，保证介质的分配更加均匀，防止高电流密度下水传递不均的风险，而且具有结构简单紧凑、系统配件少、加工简单、应力集中小的优点，还能够保证极板强度。
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公开(公告)号：CN119465182A
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202411057084.2
申请日：2024-08-02
Applicant: 清华大学 , 鄂尔多斯市碳中和研究应用有限公司
Abstract: 本申请提供了一种分子筛作为除泡添加剂在电解水制氢中的应用及方法，采用分子筛作为除泡添加剂的电解水制氢的方法包括采用二氧化硅基分子筛作为除泡添加剂，将二氧化硅基分子筛与电解液混合，进行电解水制氢。采用二氧化硅基分子筛作为物理除泡的添加剂，该种不导电固体小颗粒可以均匀分散在电解液中，其不会改变原有的电解水反应体系和离子传输，仅在气泡演化过程中作为一种辅助气泡脱离的物理手段，大幅减小气泡脱离半径和脱离时间，减少电解水制氢的传质过电势，促进反应区域水与催化剂的接触，从而提高能量转化效率，降低电解水电势，提高制氢效率。并且，二氧化硅基分子筛尺寸可控、结构坚固、成本低廉，可有效降低电解水制氢成本。
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公开(公告)号：CN116770336B
公开(公告)日：2023-12-26
申请号：CN202310994173.9
申请日：2023-08-08
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种双极板及质子交换膜电解槽，所述双极板包括背对连接的双极板阳极板和双极板阴极板；所述双极板阳极板的表面设置有阳极流场，所述双极板阴极板的表面设置有阴极流场；所述阳极流场和阴极流场均具有若干流道；所述阳极流场和/或阴极流场的介质优先从位于中间的流道进入并依次进入至位于两侧的流道内，所述阳极流场和/或阴极流场上的各流道的宽度从中间向两侧线性递增。本发明设置的渐变式的流场能够改善气体、液体两相的传质问题，使液态水流动更加顺畅，保证介质的分配更加均匀，防止高电流密度下水传递不均的风险，而且具有结构简单紧凑、系统配件少、加工简单、应力集中小的优点，还能够保证极板强度。
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