塞维利亚材料科学研究所Francisco Yubero、卡斯蒂利亚-拉曼恰大学Antonio de Lucas-Consuegra等对可用于阳离子交换膜分解水的Ni基电极薄膜（anion exchange membrane water electrolysis (AEMWE)）进行研究，作者通过磁控溅射方法对不同斜角配置（oblique angle configuration）条件、各种条件中制备电极，得到金属态、氧化物、氢氧化物薄膜。通过多种物理吸附测试方法对材料微结构、元素化学价、多层结构、膜厚度、产氧活性等进行表征。当电极材料为金属时，材料的电化学性能最好。通过XPS、XAS（X射线吸收）等方法对催化剂界面上活性成分进行表征，结果显示催化反应后，催化剂界面上的活性成分为几个纳米厚度的氧化镍/氢氧化镍。电化学阻抗谱结果显示，电极在稳定工作状态中Ni金属的成分有效的改善了电荷传输过程，长期稳定性测试结果显示该电极在工作中具有较好的性能，该工作说明磁控溅射方法能有效的控制电极活性组分中元素的化学价态。

本文要点：

（1）电极制备方法。在室温条件种通过磁控溅射方法在碳纸基底上制备电极，在150 W和120 kHz的条件中负载Ni，并对微结构和组成进行调控。通过Ar, Ar/O₂, Ar/O₂/H₂O不同的plasma处理，得到NiO_x(OH)_y复合结构电极，Ar处理金属态，Ar/O₂处理氧化物状态，Ar/O₂/H₂O处理得到NiO_x(OH)_y复合结构。

（2）电化学测试。在1.0~2.2 V，25~60 ℃中的1.0 M KOH溶液中进行实验。在40 ℃ 32 mA cm^-2电流密度中进行14 h长时间稳定性测试。

参考文献

Ester López Fernández, Jorge Gil-Rostra, Juan P. Espinos, Agustín R. Gonzalez-Elipe, Antonio de Lucas-Consuegra*, Francisco Yubero*

Chemistry and Electrocatalytic Activity of Nanostructured Nickel Electrodes for Water Electrolysis，ACS Catal. 2020,

DOI：10.1021/acscatal.0c00856

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c00856