公开(公告)号：CN116695158A

公开(公告)日：2023-09-05

申请号：CN202310454071.8

申请日：2023-04-25

Applicant: 清华大学

Inventor： 马炬刚 ,  杨福源 ,  欧阳明高

IPC: C25B11/081 ,  C25B11/075 ,  C25B11/052 ,  C25B11/054 ,  C25B1/04 ,  C25D5/40 ,  C25D3/50 ,  C25D3/12

Abstract: 本申请涉及电解制氢技术领域，特别是涉及一种电极及其制备方法、碱性电解水制氢装置。电极的制备方法，包括以下步骤：采用原位电化学沉积法在电极本体上形成催化剂层，催化剂层的材料包括：贵金属材料和/或非贵金属材料。本申请提供的电极的制备方法制得的电极具有优异的耐久性，能够提高大幅制氢装置的电流密度和催化制氢效率。

公开(公告)号：CN114481284A

公开(公告)日：2022-05-13

申请号：CN202111627528.8

申请日：2021-12-28

Applicant: 清华大学

Inventor： 马炬刚 ,  杨明烨 ,  杨福源 ,  欧阳明高

IPC: C25F3/02 ,  C25B11/042 ,  C25B1/04

Abstract: 本发明涉及材料表面处理技术及电催化技术领域，特别是涉及一种镍电极及其制备方法和应用。所述镍电极的制备方法，采用电刻蚀法对镍基体进行刻蚀，具体包括：以镍基体作为阳极电极，与阴极电极共同置于电解液中进行电解，其中，电解时的电量为1C/cm2至240C/cm2。本发明还涉及一种由所述的镍电极的制备方法制备得到的有序结构表面镍电极。本发明进一步涉及一种碱性水电解制氢装置，包括阳极电极、阴极电极和碱性电解液，其中，所述阳极电极和/或所述阴极电极为所述的镍电极。

公开(公告)号：CN119433554A

公开(公告)日：2025-02-14

申请号：CN202310943722.X

申请日：2023-07-28

Applicant: 清华大学 ,  丰田自动车株式会社

Inventor： 朱效宏 ,  杨福源 ,  马炬刚

IPC: C25B9/19 ,  C25B9/60 ,  C25B1/04

Abstract: 本申请提供了一种质子交换膜电解槽装置。质子交换膜电解槽装置包括膜电极、阳极侧组件以及阴极侧组件。膜电极具有相对设置的阳极侧和阴极侧。阳极侧组件至少包括相贴设置的非金属流场板以及阳极扩散层，非金属流场板上形成有阳极流道，阳极扩散层背向非金属流场板的一侧与膜电极相贴合，且阳极扩散层上连接有阳极极耳结构。阴极侧组件设于膜电极的阴极侧，阴极侧组件至少包括相贴设置的阴极流场板以及阴极扩散层。上述质子交换膜电解槽装置实现了解耦现有技术中流场板与电解槽的欧姆阻抗，通过上述非金属流场板利于进行质子交换膜电解槽装置的两相流观测实验，以及不同的流道类型对其电化学性能的影响的研究。

公开(公告)号：CN116411296A

公开(公告)日：2023-07-11

申请号：CN202111649211.4

申请日：2021-12-30

Applicant: 丰田自动车株式会社 ,  清华大学

Inventor： 马炬刚 ,  杨福源 ,  欧阳明高

IPC: C25B9/19 ,  C25B15/08 ,  C25B1/04 ,  C25C3/08

Abstract: 本发明涉及一种用于电解槽的电极结构及电解槽。该电极结构包括相对设置的阳极和阴极，所述阳极和所述阴极倾斜设置，以与所述阳极和阴极的中心连线形成夹角。本发明提供的用于电解槽的电极结构通过将阳极和阴极相对于电解槽中的流场方向倾斜设置，能够形成较薄的气泡层，便于气泡从电极快速脱离，有效提高电解效率的同时降低电解过程中的能耗；同时，形成的气泡层在不同位置处的厚度较为均匀，使得电解更加均匀，能够提高电解效果。

公开(公告)号：CN118547328A

公开(公告)日：2024-08-27

申请号：CN202410678372.3

申请日：2022-01-06

Applicant: 北京元泰能材科技有限公司 ,  清华大学

Inventor： 马炬刚 ,  杨福源 ,  欧阳明高

IPC: C25B11/091 ,  C25B9/23 ,  C25B1/04

Abstract: 本发明涉及一种PEM水电解用催化剂、制备方法及其用途。本发明所述PEM水电解用催化剂的制备方法是将载体在盐酸除油清洗2小时，用去离子水洗至中性，将纳米氧化铱与载体均匀混合在体积比为1：1：1的去离子水、乙醇和异丙醇的混合溶剂中，超声0.5小时，通过抽滤除去溶剂，在真空干燥箱中60摄氏度放置5小时，干燥后放置在退火炉中，氩气气氛下加热至210～420℃，保持2.5小时，然后自然降温至室温，得到PEM电解槽用阳极催化剂，本发明所述催化剂中所述纳米氧化铱占催化剂的质量百分比为40％，所述载体质量百分比为60％。本发明通过将纳米氧化铱负载到耐氧化、高导电性的纳米载体上，可以实现贵金属铱的高度分散，提升催化剂的利用率、活性和稳定性。因此，本发明通过提升贵金属的使用效率和寿命、降低贵金属的用量可以最终实现降低PEM电解水系统的整体成本并提升寿命的目的。

公开(公告)号：CN114395779A

公开(公告)日：2022-04-26

申请号：CN202210010022.0

申请日：2022-01-06

Applicant: 清华大学

Inventor： 马炬刚 ,  杨福源 ,  欧阳明高

IPC: C25B11/075 ,  C25B1/04

Abstract: 本发明涉及一种PEM水电解用催化剂、制备方法及其用途。所述PEM水电解用催化剂，包括：载体以及活性成分，所述载体选自球形或介孔载体，球形载体的粒径为10～500nm，介孔载体的孔径为5～500nm，所述活性成分为纳米氧化铱，以催化剂的质量为100％计，载体的质量为20％‑80％，活性成分的质量为80％‑20％。本发明通过将纳米氧化铱负载到耐氧化、高导电性的纳米载体上，可以实现贵金属铱的高度分散，提升催化剂的利用率、活性和稳定性。因此，本发明通过提升贵金属的使用效率和寿命、降低贵金属的用量可以最终实现降低PEM电解水系统的整体成本并提升寿命的目的。