电解水制氢，是一种理想的可持续制氢方法[1]
电解水反应，包括析氧(OER)电极反应和析氢(HER)电极反应[2]
在OER和HER的电子转移步骤和反应中间体吸/脱附步骤中都存在过程势垒，因此需要一定的过电位(ηOER或ηHER)以克服较高的过程势垒形成的动力学障碍[3,4]
为了提高电解水制氢的能量转换效率，须使用具有催化活性的电极材料来降低OER和HER的反应过电位
贵金属基材料具有极高的电解水催化活性，RuO2和Pt/C分别是OER和HER催化材料的典型代表[5]
但是，贵金属基材料价格昂贵，需要寻找可代替的非贵金属材料
金属Co在HER过程中属于中过电位金属，常用作OER过程的催化电极材料[6]
当Co与B结合时Co的d带收缩使能量中心靠近Fermi能级
因此，Co-B合金或Co的硼化物具有比纯Co更高的电解水催化活性[7]
在Co-B二元组成的基础上引入Ni，可提高其OER催化活性[8]
Co与Ni的协同作用使Co-Ni-B具有与Pt/C接近的HER催化活性，因此在Co-B中添加适当的异种元素可进一步提高其电解水催化活性[9]
可将W基材料应用于电解水[10,11,12,13]，将W引入Co-B显著影响其电子结构[14]
常见的催化材料呈粉末状，制备电极时须使用粘结剂将其涂覆到基底电极表面
粘结剂使电极的内阻增加和掩蔽催化活性位点
同时，在工作过程中粘结剂的附着力较小容易使催化材料脱落
因此，业界提出使用“自支撑电极”
将催化活性物质原位沉积在具有宏观物理形态、自身化学性质稳定的导电载体上，形成稳固的自支撑催化电极[15]
碳布(CC)材料的导电性和化学稳定性高、质量轻、柔韧性好，可作为自支撑型导电载体[16]
本文应用简易的湿化学还原过程在CC上原位沉积非晶态Co-W-B物质形成自支撑的Co-W-B/CC复合电极材料，作为电解水过程中的阴极和阳极，研究其电解水催化活性和催化稳定性
1 实验方法1.1 Co-W-B/CC复合电极材料的制备
通过湿化学还原将Co-W-B催化活性物质沉积在1cm×1cm的碳布(CC)上
先在浓硫酸和浓硝酸(VH2SO4:VHNO3=3:1)的混合液中对CC进行活化处理，分别用去离子水、无水乙醇超声清洗后自然干燥
配制溶液A：将CoCl2·6H2O和Na2WO4·2H2O溶入去离子水，控制[Co2+]+[WO4
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“非晶Co-W-B/碳布复合电极材料的制备及其电解水催化性能” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：施嘉伦,盛敏奇,吴琼,吕凡
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2025年05月08日 ~ 10日 
