[发明专利]一种自支撑空气电极及其制备方法

摘要

本发明涉及一种自支撑空气电极及其制备方法。本发明所述自支撑空气电极包含支撑层及垂直附着在支撑层上的纳米棒阵列结构，支撑层起到导电和支撑的作用，而纳米棒阵列则起到催化作用，电极中不包含粘结剂和导电添加剂。构成纳米棒阵列结构的催化层材料是由碳包覆的过渡金属及过渡金属碳化物结构构成，其特征长度在20‑1000nm之间，特征直径在5‑1000nm之间。支撑层则有碳纸、碳毡、泡沫镍(铜)网、不锈钢金属网构成。这种自支撑空气电极的制备方法简单，所获得的自支撑空气电极有效增强了催化层中的传质、传荷，大大增强了电极的功率密度，提高了空气电极的寿命。

主权项

1.一种自支撑空气电极的制备方法，其特征在于：包括支撑层及垂直附着在支撑层表面的纳米棒阵列；所述纳米棒为碳材料包覆的过渡金属中的一种或二种以上的过渡金属合金、或碳材料包覆的过渡金属中的一种或二种以上及过渡金属碳化物；包括以下步骤，（1）纳米棒的制备：将支撑层浸入过渡金属盐的水和乙醇混合溶液中，取出后得表面垂直生长有过渡金属氧化物纳米棒阵列的支撑层；（2）空气电极前体的制备：分别配置过硫酸铵水溶液以及苯胺或吡咯的乙醇溶液，将上述步骤（1）所得支撑层浸入过硫酸铵水溶液中，取出后于所得支撑层表面附着苯胺或吡咯的乙醇溶液，得空气电极前体；（3）纳米棒阵列的后处理：将步骤（2）所得空气电极前体在惰性气氛中高温处理，得支撑层表面垂直附着有碳材料包覆的过渡金属及过渡金属碳化物纳米棒阵列结构的自支撑空气电极。