[发明专利]一种碱性电解制氢阴极网的清洗再生方法

说明书

本发明涉及电解水制氢技术领域，公开了一种碱性电解制氢阴极网的清洗再生方法，包括以下步骤：将使用过的阴极网用纯水冲洗后，置于酸液中进行超声清洗；将酸洗后的阴极网用纯水再次进行冲洗后，将阴极网浸于电镀液中，负载催化层；将重新负载催化层的阴极网进行煅烧；将煅烧后的阴极网置于碱液中进行鼓泡清洗；将碱液鼓泡清洗后的阴极网用纯水清洗干净，烘干后得到清洗再生的阴极网。通过电镀法使得阴极网表面重新负载催化层，使得阴极网的催化活性得到恢复和提高；通过碱液鼓泡清洗，洗掉了不稳定的催化层，减轻了阴极网实际使用过程中催化层的脱落问题。清洗再生的阴极网，析氢过电位明显低于旧阴极网，能够提高电解水制氢过程中的产氢效率。

技术领域

本发明涉及电解水制氢技术领域，具体涉及一种碱性电解制氢阴极网的清洗再生方法。

背景技术

氢气以其绿色低碳、高效、可储存和运输等优点，被视为最理想的能源载体。利用风电、光伏等可再生能源电解水制氢是未来氢气最重要的生产方式之一。目前，电解水制氢技术主要有碱性电解水制氢、固体聚合物电解水制氢和固体氧化物电解水制氢，由于碱性电解水制氢技术相对成熟、设备制造成本较低、单台设备规模较大，因此，是当前主要采用的电解水制氢技术。

碱性电解水制氢的关键部件为电解槽，电解槽通常由端板、极板、极网、隔膜、密封材料和紧固件组成，其中，极网是电解水产生氢气的重要部位。极板的材质主要为镍，为了提高氢气的产生效率，阴极网表面通常负载镍、铁、钼、钴等多元合金催化材料。在电解水制氢长期使用过程中，由于产气和电解液的冲刷等因素，阴极网表面的催化层会脱落，同时，部分杂质会在极网表面附着积累，造成极网催化面积下降，使得电解槽产氢效率下降、能耗升高。目前，通常对极网进行更换，旧极网没有得到有效的处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碱性电解制氢阴极网的清洗再生方法，解决了旧极网没有得到有效处理的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种碱性电解制氢阴极网的清洗再生方法，包括以下步骤：

1)将使用过的阴极网用纯水冲洗后，置于酸液中进行超声清洗；

2)将酸洗后的阴极网用纯水再次进行冲洗后，将阴极网浸于电镀液中，负载催化层；电镀液中含有Ni²⁺，还含有Fe²⁺和Co²⁺中的一种或两种；

其中，Ni²⁺浓度为(0.08-0.38)mol/L，Fe²⁺浓度为(0.02-0.08)mol/L，Co²⁺为浓度(0.01-0.04)mol/L；

3)将重新负载催化层的阴极网进行煅烧；

4)将煅烧后的阴极网置于碱液中进行鼓泡清洗；

5)将碱液鼓泡清洗后的阴极网用纯水清洗干净，烘干后得到清洗再生的阴极网。

进一步，步骤1)中，用纯水冲洗至溶液pH为7-8。

进一步，步骤1)中，酸液采用柠檬酸或草酸，酸液的pH为1-3。

进一步，步骤1)中，超声功率密度0.3-0.5W/cm²，清洗时间5-30min。

进一步，步骤2)中，用纯水冲洗至溶液pH为6-7。

进一步，步骤2)中，电镀的参数为：电沉积电位为-1.0～-1.6V，电沉积时间为10～500s。

进一步，步骤3)中，煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为0.5-2h。

进一步，步骤5)中，碱液为氢氧化钾溶液，质量浓度为10％-30％。