電解水制氫，是一種理想的可持續制氫方法[1]
電解水反應，包括析氧(OER)電極反應和析氫(HER)電極反應[2]
在OER和HER的電子轉移步驟和反應中間體吸/脫附步驟中都存在過程勢壘，因此需要一定的過電位(ηOER或ηHER)以克服較高的過程勢壘形成的動力學障礙[3,4]
為了提高電解水制氫的能量轉換效率，須使用具有催化活性的電極材料來降低OER和HER的反應過電位
貴金屬基材料具有極高的電解水催化活性，RuO2和Pt/C分別是OER和HER催化材料的典型代表[5]
但是，貴金屬基材料價格昂貴，需要尋找可代替的非貴金屬材料
金屬Co在HER過程中屬于中過電位金屬，常用作OER過程的催化電極材料[6]
當Co與B結合時Co的d帶收縮使能量中心靠近Fermi能級
因此，Co-B合金或Co的硼化物具有比純Co更高的電解水催化活性[7]
在Co-B二元組成的基礎上引入Ni，可提高其OER催化活性[8]
Co與Ni的協同作用使Co-Ni-B具有與Pt/C接近的HER催化活性，因此在Co-B中添加適當的異種元素可進一步提高其電解水催化活性[9]
可將W基材料應用于電解水[10,11,12,13]，將W引入Co-B顯著影響其電子結構[14]
常見的催化材料呈粉末狀，制備電極時須使用粘結劑將其涂覆到基底電極表面
粘結劑使電極的內阻增加和掩蔽催化活性位點
同時，在工作過程中粘結劑的附著力較小容易使催化材料脫落
因此，業界提出使用“自支撐電極”
將催化活性物質原位沉積在具有宏觀物理形態、自身化學性質穩定的導電載體上，形成穩固的自支撐催化電極[15]
碳布(CC)材料的導電性和化學穩定性高、質量輕、柔韌性好，可作為自支撐型導電載體[16]
本文應用簡易的濕化學還原過程在CC上原位沉積非晶態Co-W-B物質形成自支撐的Co-W-B/CC復合電極材料，作為電解水過程中的陰極和陽極，研究其電解水催化活性和催化穩定性
1 實驗方法1.1 Co-W-B/CC復合電極材料的制備
通過濕化學還原將Co-W-B催化活性物質沉積在1cm×1cm的碳布(CC)上
先在濃硫酸和濃硝酸(VH2SO4:VHNO3=3:1)的混合液中對CC進行活化處理，分別用去離子水、無水乙醇超聲清洗后自然干燥
配制溶液A：將CoCl2·6H2O和Na2WO4·2H2O溶入去離子水，控制[Co2+]+[WO4
聲明：
“非晶Co-W-B/碳布復合電極材料的制備及其電解水催化性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：施嘉倫,盛敏奇,吳瓊,呂凡
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2025年08月05日 ~ 07日 
