一种平板式薄膜电催化工作电极及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109536990A(43)申请公布日2019.03.29(21)申请号201811194350.0C23C14/08(2006.01)(22)申请日2018.10.15C23C14/18(2006.01)(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人陈燕朱云敏刘茜刘江刘美林(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人罗啸秋(51)Int.Cl.C25B11/06(2006.01)C25B1/04(2006.01)C23C14/28(2006.01)C23C14/04(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种平板式薄膜电催化工作电极及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于电催化材料技术领域，公开了一种平板式薄膜电催化工作电极及其制备方法和应用。所述平板式薄膜电催化工作电极包括石英多晶晶片衬底和衬底上的催化活性材料层；所述催化活性材料层上预留至少一块反应区域，催化活性材料层上除反应区域之外的部分覆盖金集流体，金集流体外接导线。本发明的平板式薄膜电催化工作电极的反应面积和形状可以随意调控，在1～2V下的氧析出稳定性得到很大的改善，使用寿命长，耐久性好，应用前景良好。CN109536990ACN109536990A权利要求书1/1页1.一种平板式薄膜电催化工作电极，其特征在于：所述平板式薄膜电催化工作电极包括石英多晶晶片衬底和衬底上的催化活性材料层；所述催化活性材料层上预留至少一块反应区域，催化活性材料层上除反应区域之外的部分覆盖金集流体，金集流体外接导线。2.根据权利要求1所述的一种平板式薄膜电催化工作电极，其特征在于：所述催化活性材料是指La0.7Sr0.3CoO3或PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+α材料，其中α取值范围为0～1。3.根据权利要求1所述的一种平板式薄膜电催化工作电极，其特征在于：所述石英多晶晶片衬底的尺寸大小为2.5*2.5*0.5mm～20*20*0.5mm；所述反应区域的总面积为1.25*1.25mm～10*5mm。4.根据权利要求1所述的一种平板式薄膜电催化工作电极，其特征在于：所述导线是指银导线。5.根据权利要求1所述的一种平板式薄膜电催化工作电极，其特征在于：所述石英多晶晶片衬底除反应区域之外的部分涂覆防水涂层。6.根据权利要求1所述的一种平板式薄膜电催化工作电极，其特征在于：所述导线使用密闭套管封装。7.权利要求1～6任一项所述的一种平板式薄膜电催化工作电极的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在石英多晶晶片衬底上通过脉冲激光沉积的方法制备催化活性材料层；(2)在步骤(1)所得催化活性材料层上预留至少一块反应区域，催化活性材料层上除反应区域之外的部分通过离子溅射制备金集流体；(3)将步骤(2)的金集流体部分外接导线，得到所述平板式薄膜电催化工作电极。8.根据权利要求7所述的一种平板式薄膜电催化工作电极的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述离子溅射的时间为100～500s。9.根据权利要求7所述的一种平板式薄膜电催化工作电极的制备方法，其特征在于：所述平板式薄膜电催化工作电极表面除反应区域之外的部分涂覆防水涂层进行防水处理，所述防水涂层的材料为环氧树脂胶、PVC-U胶粘剂或中性硅酮耐候胶。10.权利要求1～6任一项所述的平板式薄膜电催化工作电极在电解水中的应用。2CN109536990A说明书1/6页一种平板式薄膜电催化工作电极及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于电催化材料技术领域，具体涉及一种平板式薄膜电催化工作电极及其制备方法和应用。背景技术[0002]目前，新能源转换设备原料的选取中，氢气原料具有非常大的潜能。氢能设备的比能量高、安全性能好，而且因其在能量转换过程中完全没有污染产生，作为新能源转换设备具有广阔的发展前景。目前，氢气制备的最理想的方法是电解水。随着科技的进步及市场的不断发展，提升电解水的效率日益显得重要而迫切。因此一套完善的电解水设备是目前研究的重点，除了提升电极的催化活性来实现电解水的能量消耗之外，对现有电催化工作电极的改性与优化也是比较热门的研究方向之一，主要是通过提高体系电解水的有效催化效率与电解体系的稳定性。[0003]目前发现的有效的析氧催化剂：(1)贵重金属氧化物，如IrO2和RuO2等；(2)具有金属掺杂的钙钛矿材料：Ca1.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+α，La0.7Sr0.3CoO3和PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+α等；(3)金属氧化物，如Co3O4和NiO等。由于贵金属，双钙钛矿材料与金属氧化物的催化活性强，制备相对简单，特别是金属氧