[发明专利]一种FeCoNiMg高熵非晶合金粉末的析氧催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种FeCoNiMg高熵非晶合金粉末析氧催化剂及其制备方法。该催化剂分子式为Fe_4‑xCo_4‑xNi_4‑xMg_x，X＝1～2。FeCoNiMg催化剂的制备方法主要包括将亚铁盐、钴盐、镍盐和镁盐均匀混合加入到水中得到前驱液，通入保护气体去除溶液中的氧气；向前驱溶液中缓慢滴加硼氢化钠溶液，充分反应，滴加及反应过程中保持强力机械搅拌及持续通入保护气体；最后进行抽滤、清洗、真空干燥，即得FeCoNiMg高熵非晶合金催化剂。本发明通过调控合金成分获得成本低廉、适合批量化生产、具有优异催化效果及良好稳定性的高熵非晶合金析氧催化剂。本发明的制备方法成本低、效率高、成分均匀、操作简便、且制备的FeCoNiMg高熵非晶合金颗粒表现出优异的电催化性能，具有低的过电势电位，低塔菲尔斜率，稳定性高等优点。

技术领域

本发明属于析氧催化剂技术领域，具体涉及一种FeCoNiMg高熵非晶合金粉末析氧催化剂及其制备方法。

背景技术

当今世界，全人类都面临着能源匮乏、环境污染两大全球性难题，为了使这两大问题得到缓解，人们正着力开发、利用氢气等绿色清洁能源。回顾人类所消耗的能源形式，远古时代的钻木取火、农耕时代开始使用的煤炭、工业时代大规模应用的石油与天然气，这些能源载体的变化体现了减碳加氢、碳氢比降低的趋势。当前，我国碳达峰、碳中和发展目标的提出，将进一步提速减碳的过程。氢气作为零碳的能源载体，正在得到越来越多的关注：2050年世界上20％的CO₂减排可以通过氢能替代完成，氢能消费将占世界能源市场的18％。《巴黎协定》正加速全球能源体系从化石燃料为主向高效、可再生的低碳能源体系转型。氢气来源广泛，热值高，清洁无碳，可储能、发电、发热，灵活高效，应用场景丰富，被认为是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想能源载体，备受各国青睐。氢能是一种理想的二次能源，与其他能源相比，氢热值高，其能量密度(140MJ/kg)是固体燃料(50MJ/kg)的两倍多。且燃烧产物为水，是最环保的能源，既能以气、液相的形式存储在高压罐中，也能以固相的形式储存在储氢材料中，如金属氢化物、配位氢化物、多孔材料等。因此，氢被认为是最有希望取代传统化石燃料的能源载体。

氢能的利用需要从制氢开始，由于氢气在自然界极少以单质形式存在，需要通过工业过程制取。氢气的来源分为工业副产氢、化石燃料制氢、电解水制氢等途径，差别在于原料的再生性、CO₂排放、制氢成本。目前，世界上超过95％的氢气制取来源于化石燃料重整，生产过程必然排放CO₂；约4％～5％的氢气来源于电解水，生产过程没有CO₂排放。制氢过程按照碳排放强度分为灰氢(煤制氢)、蓝氢(天然气制氢)、绿氢(电解水制氢、可再生能源)。氢能产业发展初衷是零碳或低碳排放，因此灰氢、蓝氢将会逐渐被基于可再生能源的绿氢所替代，绿氢是未来能源产业的发展方向。