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1. WO2020107952 - EFFICIENT AND STABLE STAINLESS STEEL-BASED ELECTROLYTIC WATER CATALYTIC ELECTRODE AND PREPARATION METHOD THEREFOR AND APPLICATION THEREOF

Publication Number WO/2020/107952
Publication Date 04.06.2020
International Application No. PCT/CN2019/101359
International Filing Date 19.08.2019
IPC
C25B 1/04 2006.01
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON- METALS; APPARATUS THEREFOR
1Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
02of hydrogen or oxygen
04by electrolysis of water
C25B 11/06 2006.01
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON- METALS; APPARATUS THEREFOR
11Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
04characterised by the material
06by the catalytic materials used
CPC
C25B 1/04
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
1Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
02of hydrogen or oxygen
04by electrolysis of water
C25B 11/04
CCHEMISTRY; METALLURGY
25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
11Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
04characterised by the material
Applicants
  • 清华大学 TSINGHUA UNIVERSITY [CN]/[CN]
Inventors
  • 钟敏霖 ZHONG, Minlin
  • 张红军 ZHANG, Hongjun
  • 蔡明勇 CAI, Mingyong
Agents
  • 北京华进京联知识产权代理有限公司 ACIP LAW OFFICES
Priority Data
201811456430.930.11.2018CN
Publication Language Chinese (ZH)
Filing Language Chinese (ZH)
Designated States
Title
(EN) EFFICIENT AND STABLE STAINLESS STEEL-BASED ELECTROLYTIC WATER CATALYTIC ELECTRODE AND PREPARATION METHOD THEREFOR AND APPLICATION THEREOF
(FR) ÉLECTRODE CATALYTIQUE D'EAU ÉLECTROLYTIQUE À BASE D'ACIER INOXYDABLE EFFICACE ET STABLE, ET PROCÉDÉ DE PRÉPARATION ET APPLICATION DE CELLE-CI
(ZH) 高效稳定的不锈钢基电解水催化电极,以及其制备方法和应用
Abstract
(EN)
An efficient and stable stainless steel-based electrolytic water catalytic electrode and a preparation method therefor, which relate to the technical field of preparation of electrocatalytic materials. The electrode has a three-dimensional micro concave-convex array structure distributed on a stainless steel substrate. Micro-spheres of different sizes are randomly distributed on a concave-convex array surface, and the surfaces of the micro-spheres are covered with fluffy nano-fleece structures formed by irregular stacking of extremely small nanoparticles. In the present method, first a high-power pulse laser is used to pattern and ablate the surface of a stainless steel substrate to form a micro concave-convex array structure, and then a nanosecond pulse laser is used to ablate the surface of the concave-convex array to form a nano-fleece structure, thereby obtaining a self-supporting catalyst electrode which does not require an adhesive. The present electrode exhibits excellent electrocatalytic hydrogen evolution, oxygen evolution and full dehydration performance. The preparation method therefor is simple and controllable, the electrode may be prepared in a large area, and raw materials thereof are cheap and readily available. The electrode may be applied to a wide range of application fields, such as hydrogen for fuel battery vehicles, production of oxygen for underwater equipment, production of hydrogen and oxygen for medical treatment, hydrogen water cups, production of oxygen for plateaus, and portable hydrogen and oxygen production equipment.
(FR)
L'invention porte sur une électrode catalytique d'eau électrolytique à base d'acier inoxydable efficace et stable et un procédé de préparation de celle-ci, se rapportant au domaine technique de la préparation de matériaux électrocatalytiques. L'électrode possède une structure de réseau micro-concave-convexe tridimensionnelle distribuée sur un substrat en acier inoxydable. Des microsphères de différentes tailles sont réparties de manière aléatoire sur une surface de réseau concave-convexe, et les surfaces des microsphères sont recouvertes de structures de nano-tissées moelleuses formées par empilement irrégulier de nanoparticules extrêmement petites. Dans le présent procédé, un laser à impulsion de haute puissance est utilisé pour modeler et ablater la surface d'un substrat en acier inoxydable pour former une structure de réseau micro-concave-convexe, puis un nanosecond laser à impulsions est utilisé pour ablater la surface du réseau concave-convexe pour former une structure nano-tissée, ce qui permet d'obtenir une électrode de catalyseur autoportante qui ne nécessite pas d'adhésif. La présente électrode présente d'excellentes performances d'évolution de l'hydrogène électrocatalytique, d'évolution de l'oxygène et de déshydratation complète. Le procédé de préparation de celle-ci est simple et contrôlable, l'électrode peut être préparée dans une grande zone, et les matières premières de celle-ci sont peu coûteuses et facilement disponibles. L'électrode peut être appliquée à une large gamme de champs d'application, tels que l'hydrogène pour des les équipements sous-marins, la production d'hydrogène et d'oxygène pour les traitements médicaux, les équipements de production d'hydrogène et d'oxygène portables.
(ZH)
一种高效稳定的不锈钢基电解水催化电极及其制备方法,属于电催化材料制备技术领域。该电极是在不锈钢基体上分布有三维微米凹凸阵列结构,凹凸阵列表面随机分布有大小不一的微米球,微米球表面覆盖有极小的纳米颗粒无序堆积而成的蓬松纳米绒状结构。所述方法首先利用高功率脉冲激光图案化烧蚀不锈钢基材表面形成微米凹凸阵列结构,然后用纳秒脉冲激光烧蚀凹凸阵列表面形成纳米绒状结构,从而得到无需粘接剂的自支撑催化电极。该电极表现出优异的电催化析氢、析氧和全解水性能,其制备方法简单可控、可大面积制备,原料廉价易得,可用于燃料电池汽车用氢气、水下装备制氧、医用制氢制氧、氢水杯、高原制氧、便携式制氢制氧装备等广泛的应用领域。
Also published as
Latest bibliographic data on file with the International Bureau