质子交换膜水电解一体化析氧电极载体催化剂

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1、学兔兔www.xuetutu.com化工进展·156·CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS2015年第34卷第1期质子交换膜水电解一体化析氧电极载体催化剂刘园，贾丰春(河南机电高等专科学校电气工程系，河南新乡453003)摘要：以氯铱酸为前体，钛网为支撑体，二氧化钛为载体，采用浸渍一热分解法首次成功制备了一体化IrO2．TiO2／Ti析氧电极，进一步采用热压法制备膜电极(MEAo综合扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)以及单池极化曲线测试，研究了载体对于析氧电极形貌以及性能的影

2、响。结果表明：未加入载体二氧化钛的析氧电极表面以裂缝为主，孔隙率较低；而加入载体二氧化钛的析氧电极表面裂纹基本消失，取而代之的是大量的催化剂簇以及孔结构的生成，极大地提高了析氧电极的电催化活性。单池测试表明，电流密度为1000mA／cm时，添加载体二氧化钛后制备的析氧电极的析氧电位大约是1．70V。关键词：质子交换膜；载体；电解；催化剂中图分类号：TM911．4文献标志码：A文章编号：1000—6613(2015)01—0156—04DoI：10．16085~．issn．1000—6613．2015．01．027Supportedcat

3、alystsinintegratedoxygenevolutionelectrodeforProtonexchangemembranewaterelectrolysisLIUYuan．JIAFengchun(DepartmentofElectricalEngineering，HenanMechanicalandElectricalEngineeringCollege，Xinxiang453003，Henan，China)Abstract：Usingchloroiridicacidastheprecursor，titaniummeshas

4、thesubstrateandtitaniumoxideasthesupport，integratedoxygenevolutionelectrodeofIrO2一TiO2／Tiwaspreparedbythermaldecompositionmethodsuccessfullyforthefirsttime．Thenamembraneelectrodeassembly(MEA)waspreparedviahot—press．Theefectsofsupportontheelectrodemorphologyandperformance

5、wereinvestigatedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)，cyclicvoltammogram(CV)，impedanceandsinglecelltest．Theresultsshowedthattheelectrodesurfacewasmainlycracksandtheporositywasverylow．However，thecracksdisappearedinsteadofdensecatalystclustersandporestructure，whenthesupportwas

6、addedtotheoxygenevolutionelectrode，whichimprovedthecatalyticactivityoftheelectrodeimmensely．Thesinglecelltestshowedthatthevoltagewas1．70V，at1000mA／cm2．Keywords：protonexchangemembrane(PEM)；support；electrolysis；catalyst与传统碱性水电解技术相比，质子交换膜高的析氧电位，使得电解池的析氧电极处于腐蚀性(protonexchang

7、emembrane，PEM)水电解技术具极强的环境中。普通金属材料以及燃料电池中常用有能量效率高、产品纯度高等优点，因此在制氢、的碳基(碳纸、碳布)扩散层会出现严重的电化学航天、军事等领域具有重要应用川。析氧电极较高腐蚀，不能用于质子交换膜纯水电解池工作模式的析氧电位导致的高能耗，限制了质子交换膜水电中。钛在酸性介质以及氧化性气氛中具有良好的解制氢的发展[2。]。此外，贵金属催化剂的高成本也收稿日期：2014—04．08；修改稿日期：2014—06—09。是限制质子交换膜水电解技术商业化的另外一个重第一作者及联系人：刘园(1984一)，

8、女，助教，硕士，主要从事电要因素【20】。全氟磺酸型质子交换膜的强酸性以及较池制造方向研究。E-mailyuaners2008@163．com。学兔兔www.xuetutu.com第1期刘园等：质子交换膜水