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随着科技的进步,SPE电解水制氢技术的发展前景也越来越广泛,研究高催化活性的新型集电器,对于提高电解性能,降低电解能耗具有十分重要的意义。
本论文主要研究了钛基多孔板的孔隙度、孔径以及厚度等物理性能参数对其作为SPE集电器的影响。针对阴、阳集电器的不同性质,研究了热分解法制备多种催化涂层的工艺及其电解性能。分析了上述因素对涂层结构、形貌和电解性能的影响,并进行了900小时寿命试验,了解了钛基多孔板集电器的电催化活性和稳定性。
实验结果表明:采用粉末冶金多孔钛板作为SPE电解水制氢技术电解槽的集电器是可行的,其热分解法制备的Ru-Ti涂层阴极集电器和IrO2-SnO2涂层阳极集电器在电流为100A,水温60℃下进行900小时寿命考核,初始电压为2.06V,终止电压为2.10V,衰退率为44.5μV/h。其中,阴极集电器催化涂层中Ru含量为10%,阳极集电器催化涂层中Ir含量为16%,Sn含量为2%。
通过试验研究表明,所制备的集电器能够在多孔钛板上形成一定厚度的多孔催化层,其阳极集电器具有足够的抗腐蚀、防钝化的能力,阴极集电器具有防氢脆的能力;且所制备的涂层具有较好的稳定性,能有效的降低电能的消耗,必将具有广阔的应用前景。