工程案例-制氫鎳網(wǎng)

制氫鎳網(wǎng)

鎳絲網(wǎng)，又叫鎳網(wǎng)、鎳銅絲網(wǎng)、電解槽鎳絲網(wǎng)、磁屏蔽鎳網(wǎng)等，是由鎳絲編織而成的，編織工藝有平紋編織、斜紋編織、席型編織、人字編織等，根據(jù)其特點不同，應用的行業(yè)也不同。

耐腐蝕性

鎳絲網(wǎng)有優(yōu)異的耐濃堿溶液腐蝕，對碳酸鹽、硝酸鹽、氯化物、醋化物等鹽類的堿性、中性溶液介質(zhì)，有優(yōu)良的耐蝕性?？捎糜谥茐A行業(yè)、石油行業(yè)、化工行業(yè)、航空航天、科研行業(yè)、氯堿化工及有機氯化物生產(chǎn)和離心機制造等。

無磁性

鎳絲網(wǎng)具有無磁性,而鐵鉻鋁網(wǎng)要在600攝氏度以上才無磁，因此鎳絲網(wǎng)具有電真空性能和電磁控制性能?？捎糜诤娇蘸教臁⒖蒲行袠I(yè)、制作真空電器件、電子儀表、電池電極、集流網(wǎng)、屏蔽輻射、氣體液體的過濾等。

抗高溫

鎳絲網(wǎng)的熔點可達1453攝氏度，在高溫環(huán)境下不受影響，可用于煉油行業(yè)、化工行業(yè)、冶金行業(yè)、食品行業(yè)、水處理、高溫鹵素等。

在《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標》中“發(fā)展壯大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”一章提出了“強化氫能與儲能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領域,組織實施未來產(chǎn)業(yè)孵化與加速計劃”的發(fā)展規(guī)劃。在各種制氫技術中,電解水制氫具有資源豐富,產(chǎn)氫純度高等優(yōu)點,有希望成為大規(guī)模應用的氫能技術。在眾多非貴金屬催化劑中,鎳基催化劑具有較好的電催化性能、價格便宜等優(yōu)點已經(jīng)被廣泛研究。當前工業(yè)化鎳基電解水電極由于傳質(zhì)慢、產(chǎn)氫效率低等因素,導致工作電流密度難以提升。多級結(jié)構能夠為電極材料提供更多的活性位點,有助于提高電極材料的工作電流密度。

為提高電解水電極析氫反應（HER）的催化活性,以泡沫鎳作為基底,在磁場作用下垂直生長糖葫蘆狀Ni納米線陣列（Ni NWs/NF）,用電化學沉積在納米線表面沉積Ni納米球,制得鎳三維分級結(jié)構電極（Ni/Ni NWs/NF）。與商業(yè)化電極相比,三維分級結(jié)構電極能夠暴露出更多的活性位點,且同質(zhì)之間晶格匹配增強其性能、延長其壽命。Ni/Ni NWs/NF電極在10mAcm-2的電流密度下僅為52mV的過電位。

為了簡化操作、提高HER電極的穩(wěn)定性,一種大電流密度下的一體化電極,即利用海水電刻蝕預處理鎳網(wǎng),然后原位生長鎳納米線陣列。該一體化電極在工業(yè)要求的2-2.1V的工作電壓下能實現(xiàn)～800mAcm-2的電流密度,且在500 mAcm-2的電流密度下工作100h沒有衰減。為了進一步提高HER電極的導電性和催化活性，將銅網(wǎng)作為集流體,在光滑銅網(wǎng)上電化學沉積Ni層使其表面粗糙化,并獲得較高活性的Ni/Cu異質(zhì)界面,利用磁效應生長具有高比表面積的Ni納米線陣列分級結(jié)構。