Pt/Ni復(fù)合材料的電沉積法制備與電催化析氫析氧性能

周傳倉，張飛鵬，吳紅玉，苗義高，馮 巧，杜玲枝，秦國強，張光磊

(1.麗水學(xué)院 工學(xué)院，浙江 麗水 323000；2.河南城建學(xué)院 數(shù)理學(xué)院建筑光伏一體化河南省工程實驗室，河南 平頂山 467036；3.石家莊鐵道大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，河北 石家莊 050043)

隨著化石能源的日益消耗，新型可持續(xù)能源的需求與日俱增。電催化裂解水產(chǎn)生氫氣能源技術(shù)是解決該問題的有效途徑之一，其中的電極催化材料是研究熱點。目前，電催化析氫電極催化材料主要包括貴金屬及其合金、過渡金屬磷化物、過渡金屬硫化物、過渡金屬硒化物[1-10]。磷化物、硫化物成本較低，但其催化性能差，且制備工藝復(fù)雜，工業(yè)化與實際應(yīng)用的前景較小。鉑(Pt)電極具有低過電位和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，成為最有效率的析氫催化劑[11-12]，但其高昂的成本限制了其在市場上的應(yīng)用。因此，如何在保證電極材料具備高催化性能的前提下，降低成本成為一個重要的研究方向。已有文獻中通過將其負載于高比表面積的活性炭、石墨烯、碳纖維等材料的表面制備粉體催化劑，通過降低 Pt的粒徑增加其表面的利用率，從而降低Pt的用量[13]。但是粉體催化劑用于電極材料時需要用導(dǎo)電粘結(jié)劑Nafion與粉體混合后將其涂覆于碳電極的表面，不導(dǎo)電高分子的存在導(dǎo)致較高的電阻，使電極的催化活性降低。論文用簡單的電沉積工藝，直接將納米Pt顆粒沉積在導(dǎo)電性與耐腐蝕性較好的鎳(Ni)泡沫上，形成Pt/Ni，其活性接近于塊體Pt電極。

1 實驗部分

實驗采用普林斯頓電化學(xué)工作站三電極體系進行，其中參比電極是甘汞電極、對電極為石墨電極、工作電極為1 cm×1 cm的Ni泡沫(孔隙率95%、厚度1.5 mm)。……