镍钴磷化物/泡沫镍电解水制氢膜电极的制备及性能

摘要

[目的]随着全球对清洁能源需求的不断增长和环境保护意识的增强，开发高效、稳定且成本低廉的电解水制氢催化剂成为推动氢能经济发展的关键。[方法]采用水热反应、高温煅烧与磷化处理相结合的方法，在泡沫镍（NF）基底上负载镍钴磷化物（Ni Co P），得到Ni Co P/NF复合膜电极。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、氮气吸-脱附测试等手段表征了Ni Co P/NF膜电极的形貌和结构，通过电化学测试研究了不同因素对电极析氧反应（OER）和析氢反应（HER）活性及电池性能的影响。[结果]当NaH₂PO₂·H₂O质量浓度为125 g/L时，Ni Co P/NF膜电极展现出最优的OER与HER活性。NF厚度为0.6 mm时，NiCoP/NF膜电极的电池性能最佳。双进料方式下膜电极的电池性能显著优于单进料方式。电池在300 m A/cm²下持续运行200 h，电压与产氢速率分别稳定在2.5 V和1.26 mol/min左右，表明Ni CoP/NF膜电极的稳定性较好。[结论]本研究制备的Ni Co P/NF膜电极具备良好的催化活性，为开发高性能、低成本的水电解催化剂提供了新的思路和技术支持。

关键词

电解水制氢 / 镍钴磷化物 / 泡沫镍 / 膜电极 / 析氧反应 / 析氢反应 / 稳定性