一种用于电解水的铂钴合金结构催化材料及其制备方法
当前，氢能清洁无污染，并且高效、可再生，被公认为未来最有潜力的能源载体。电解水制氢是一种高效、清洁和最有前途的制备氢气的方法之一。对于电解水制氢，如何提高电极催化材料的活性，降低析氢过电位，以及提高电极材料的稳定性和耐久性是电催化领域研究的重点和关键。近年来，合金结构的双金属催化剂用于电解水制氢的相关研究越来越多，不仅能提高金属的利用率，降低催化剂成本，而且由于两种金属之间具有的电子效应和协同效应使得催化性能提高。众所周知，将Pt与3d过渡金属(N1、Fe、Co等)制备成合金结构，这种纳米电催化剂在电催化反应中显示出良好的催化活性和稳定性。
迄今，铂钴合金结构用于电催化制氢领域仍存在较多问题，其一是3d过渡金属在酸溶液中较差的稳定性，降低了催化剂的催化效率；其二是电极的稳定性和可循环性问题。目前各种方法所制备的电催化电极的稳定性和循环性往往较差，因此良好的导电基底负载催化剂对于电催化而言是至关重要的。因此，如何设计和制备具有高催化活性和良好的稳定性的电解水制氢催化材料是当前亟待解决的问题。
本发明公开了一种用于电解水的铂钴合金结构催化材料，所述电解水催化材料是由催化活性物和载体组成，所述催化活性物为铂钴合金结构，所述载体为超细碳纤维，所述载体上催化活性物的负载量为2-20wt%。本发明为一种铂钴合金结构/超细碳纤维杂化材料，该杂化材料采用原位法制备铂钴合金。本发明为了在降低铂催化剂含量的同时提高其催化活性，所述载体选择了超细碳纤维。本发明的催化材料具有高比表面积和孔隙率，有利于电解液的扩散和气体脱附，铂钴合金的特性使得该材料具有较高的析氢活性，同时无需负载到电极上，可直接用做工作电极进行电催化制氢。