膜电极组与电解产氢的方法与流程

1.本发明涉及膜电极组，以及采用膜电极组电解产氢的方法。

背景技术：

2.在能源短缺的现今，寻求替代能源势在必行，而氢气为最佳的替代能源，在环境保护的观念下，使用氢气作为燃料是符合环保的期待，而电解水是最简单制造氢气与氧气的方式，在未来发展碳中和所需绿氢源技术中，碱性电解水产氢因兼具建置成本低廉且元件耐久性长等应用优点，而为倍受国际注目且正在发展中的前瞻技术。
3.使用洁净的再生能源已是国际未来发展趋势，如何提高再生能源的使用效率，特别是余电的部分是目前各国发展的重点，利用电解水产氢技术有利调节再生电力多余的余电，因此精进电解水产氢的成本与效率是未来技术产业化的重要基石。有效整合各元件以提升电解效率与降低成本是关键核心。传统电解须采用流动层以流入碱性水溶液并排出电解产生的氢气与氧气，然而流道层采用机械加工方式制造，其加工费用昂贵而提高成本。综上所述，目前亟需新的膜电极组以省略流道层。

技术实现要素：

4.本揭露一实施例提供的膜电极组，包括：第一电极；第二电极；阴离子交换膜，夹设于第一电极与第二电极之间，其中第一电极包括：第一金属网；第一触媒层，披覆于第一金属网上；第二金属网；以及第二触媒层，披覆于第二金属网上，其中第一金属网位于阴离子交换膜与第二金属网之间，其中第二金属网的厚度大于第一金属网的厚度，第一触媒层的厚度大于第二触媒层的厚度，第二触媒层是铁、钴、锰、锌、铌、钼、钌、铂、金、或铝，且第二触媒层为结晶态。
5.本揭露一实施例提供的电解产氢的方法，包括：将膜电极组浸置于碱性水溶液中，其中膜电极组包括：第一电极；第二电极；阴离子交换膜，夹设于第一电极与第二电极之间，其中第一电极包括：第一金属网；第一触媒层，披覆于第一金属网上；第二金属网；以及第二触媒层，披覆于第二金属网上，其中第一金属网位于阴离子交换膜与第二金属网之间，其中第二金属网的厚度大于第一金属网的厚度，第一触媒层的厚度大于第二触媒层的厚度，第二触媒层是铁、钴、锰、锌、铌、钼、钌、铂、金、或铝，且第二触媒层为结晶态；以及施加电位至第一电极与第二电极以电解该碱性水溶液，使第一电极与第二电极之一者产生氢气，并使第一电极与第二电极的另一者产生氧气。
附图说明
6.图1为一实施例中电解产氢装置的示意图；
7.图2为一实施例中电解产氢装置的示意图；
8.图3为一实施例中不同浓度的铁前驱物溶液所形成的铁-镍网的oer曲线图；
9.图4为一实施例中不同浓度的钴前驱物溶液所形成的钴-镍网的oer曲线图；
10.图5为一实施例中不同浓度的钴前驱物溶液所形成的钴-镍网的her曲线图；
11.图6为一实施例中膜电极组的电流-电压曲线图；
12.图7为一实施例中膜电极组的电流-电压曲线图；
13.图8为一实施例中膜电极组的电流-电压曲线图；
14.图9为一实施例中膜电极组操作60小时后的电流-电压曲线图；
15.图10为一实施例中膜电极组的电流-电压曲线图；
16.图11为一实施例中不同膜电极组的电流-电压曲线比较图。
17.符号说明
18.10,20:膜电极组
19.11:阳极
20.11a,11b,15a,15b:金属网
21.13:阴离子交换膜
22.15:阴极
23.17:流道层
24.19:集电材
25.100,200:电解产氢装置
具体实施方式
26.本揭露一实施例提供的电解产氢装置100如图1所示。阴离子交换膜13夹设于阳极11与阴极15之间以形成膜电极组(mea)10，且膜电极组10夹设于两个集电材19之间。为了输入反应物如碱性水溶液至膜电极组10并自膜电极组排出产物如氢气与氧气，需采用流道层17以夹设于集电材19与阳极11之间，并采用另一流道层17以夹设于集电材19与阴极15之间。一般而言，流道层17的制作成本偏高，造成电解产氢装置100的成本提高。
27.为克服流道层的问题，本揭露一实施例提供的电解产氢装置200如图2所示，其包括膜电极组20夹设于两个集电材19之间。膜电极组20包括阳极11；阴极15；阴离子交换膜13，夹设于阳极11与阴极15之间。阳极11包括具有触媒层c1(未图示)披覆其上的金属网11a；以及具有触媒层c2(未图示)披覆其上的金属网11b。金属网11a位于阴离子交换膜13与金属网11b之间。举例来说，金属网11a可为不锈钢网、钛网、镍网、镍合金网、铌合金网、铜网、或铝网。触媒层c1是化学结构为m’a
m”b
n2、m’c
m”dce
、或m
x
ruyn2，其中m’为ni、co、fe、mn、cr、v、ti、cu、或zn，m”为nb、ta、或上述的组合，m为ni、co、fe、mn、cr、v、ti、cu、或zn，0.7≤a≤1.7，0.3≤b≤1.3，a+b＝2，0.24≤c≤1.7，0.3≤d≤1.76，0.38≤e≤3.61，0《x《1.3，0.7《y《2，且x+y＝2，其中m’a
m”b
n2为立方晶系，m’c
m”dce
为立方晶系或非晶，且m
x
ruyn2为立方晶系或非晶。具有触媒层c1披覆其上的金属网11a，可参考申请人已申请的专利i677596。值得注意的是，触媒层c1不限于上述提及的触媒组成，而可采用其他适于用于阳极的商用触媒。
28.另一方面，金属网11b可为不锈钢网、钛网、镍网、镍合金网、铌合金网、铜网、或铝网。触媒层c2是铁、钴、锰、锌、铌、钼、钌、铂、金、或铝。在一实施例中，披覆金属网11b的触媒层c2是铁、钴、锌、铌、钼、钌、铂、或金。由于披覆触媒层c2于金属网11b上的做法为化学还原，因此可形成结晶态的触媒层c2。由实验结果可知，结晶态的触媒层c2比非晶态的触媒层
c2具有更佳的电解产氢效果。此外，金属网11b的厚度大于金属网11a的厚度，以取代流道层的功能。在一实施例中，金属网11a为表面平滑的不锈钢网，而金属网11b为表面粗糙的镍网(nickel foam)。金属网11a可保护阴离子交换膜13免于被金属网11b刺穿而造成装置短路失效，而金属网11b可取代高成本的流动层且比流动层提供更佳的电解产氢效果。另一方面，触媒层c1的厚度大于触媒层c2的厚度，c1的厚度介于0.25微米至1微米，c2厚度介于0.01微米至0.25微米。若触媒层c1的厚度小于或等于触媒层c2的厚度，则电解产氢的效果不佳。
29.如图2所示，阴极15包括具有触媒层c3(未图示)披覆其上的金属网15a，以及具有触媒层c4(未图示)披覆其上的金属网15b。金属网15a位于阴离子交换膜13与金属网15b之间。举例来说，金属网15a可为不锈钢网、钛网、镍网、镍合金网、铌合金网、铜网、或铝网。触媒层c3的化学结构为m
x
ruyn2或m
x
ruy，其中m为ni、co、fe、mn、cr、v、ti、cu、或zn，0《x《1.3，0.7《y《2，x+y＝2，m
x
ruyn2为立方晶系或非晶，且m
x
ruy为立方晶系。具有触媒层c3披覆其上的金属网15a，可参考申请人已申请的专利i677596。值得注意的是，触媒层c3不限于上述提及的触媒组成，而可采用其他适于用于阴极的商用触媒。
30.另一方面，金属网15b可为不锈钢网、钛网、镍网、镍合金网、铌合金网、铜网、或铝网。触媒层c4是铁、钴、锰、锌、铌、钼、钌、铂、金、或铝。在一实施例中，披覆金属网15b的触媒层c4是铁、钴、锰、锌、铌、钼、金、或铝。由于披覆触媒层c4于金属网15b上的做法为化学还原，因此可形成结晶态的触媒层c4。由实验结果可知，结晶态的触媒层c4比非晶态的触媒层c4具有更佳的电解产氢效果。此外，金属网15b的厚度大于金属网15a的厚度，以取代流道层的功能。在一实施例中，金属网15a为表面平滑的不锈钢网，而金属网15b为表面粗糙的镍网(nickel foam)。金属网15a可保护阴离子交换膜13免于被金属网15b刺穿而造成装置短路失效，而金属网15b可取代高成本的流动层且比流动层提供更佳的电解产氢效果。另一方面，触媒层c3的厚度大于触媒层c4的厚度，c3的厚度介于10微米至100微米，c4厚度介于0.01微米至0.25微米。若触媒层c3的厚度小于或等于触媒层c4的厚度，则电解产氢的效果不佳。
31.在一实施例中，阴离子交换膜13可为含卤素离子的咪唑高分子或其他合适材料。举例来说，阴离子交换膜13可为购自fumatech的fas或购自dioxidematerials的x37-50。由于膜电极组200用于电解碱性水溶液产氢，因此采用阴离子交换膜13而非其他离子交换膜。在一些实施例中，集电材可为不锈钢板、钛板、或其他合适板。
32.由于阳极11的金属网11b与阴极15的金属网15b具有流道层的功效，因此膜电极组20与集电材19之间不需额外流动层。值得注意的是，图2中的阳极11与阴极15均采用两层金属网的设计，但本揭露实施例不限于此。举例来说，阳极可采用其他非金属网的商用阳极以搭配流道层，只有阴极采用两层金属网以省略流道层的设计。另一方面，阴极可采用其他非金属网的商用阴极以搭配流道层，只有阳极采用两层金属网以省略流道层的设计。换言之，膜电极组可只有一侧采用两层金属层以省略流道层，而另一侧采用传统的流道层。
33.在一些实施例中，触媒层c1的厚度介于0.25微米至1微米之间，而触媒层c3的厚度介于10微米至100微米之间。若触媒层c1或触媒层c3的厚度过小，则电解产氢的效果不佳。若触媒层c1或触媒层c3的厚度过大，则电解产氢的效果不佳。在一些实施例中，触媒层c2(或触媒层c4)的厚度介于0.01微米至0.25微米之间。若触媒层c2或触媒层c4的厚度过小，
则与无触媒层的效果类似。若触媒层c2或触媒层c4的厚度过大，反而降低膜电极组的电解产氢效率。
34.在一些实施例中，金属网11b或金属网15b的孔洞尺寸为60微米至120微米。若金属网11b或金属网15b的孔洞尺寸过小，则无法将反应物如碱性水溶液有效输入膜电极组200，或无法有效自膜电极组200输出气体产物(如氢气与氧气)。若金属网11b或金属网15b的孔洞尺寸过大，则无法长时间维持电解产氢的效率(即长时间使用后的衰退较大)。
35.在一些实施例中，金属网11b与触媒层c2的重量比例(或金属网15b与触媒层c4的重量比例)为90:10至99.9:0.1。若上述重量比例过低(即触媒层用量过高)，则电解产氢的效率不佳。若上述重量比例过高(即触媒层用量过低)，则与无触媒层的效果类似。
36.在一些实施例中，具有触媒层c2披覆其上的金属网11b可与具有触媒层c4披覆其上的金属网15b相同。在其他实施例中，具有触媒层c2披覆其上的金属网11b可与具有触媒层c4披覆其上的金属网15b不同，比如不同的触媒种类、不同的金属网孔径、不同的金属网厚度、或上述的组合。举例来说，披覆于金属网11b上的触媒层c2可采用铁，而披覆于金属网15b上的触媒层c4可采用钴或金。
37.本揭露一实施例提供电解产氢的方法，包括将上述膜电极组20浸置于碱性水溶液中。膜电极组20与前述类似，在此不详述。接着施加电位至阳极11与阴极15以电解碱性水溶液，使阴极15产生氢气，并使阳极11产生氧气。在一实施例中，碱性水溶液的ph值大于或等于13。若碱性水溶液的ph值过低，则导电度不佳。在一实施例中，碱性水溶液的ph值为14。
38.为让本揭露的上述内容和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下：
39.[实施例]
[0040]
实施例1(披覆不同金属的发泡镍网)
[0041]
取市售的发泡镍网(购自merck的gf28024657)进行前处理，包括(1)浸泡于丙酮中超音波震荡15分钟；(2)以去离子水洗10分钟；(3)浸泡10wt％hcl中并以超音波震荡清洗30分钟后水洗；以及(4)50℃真空烘箱干燥。待完成前处理程序后，分别配置250mm的金属前驱物溶液(金属包括fe、co、mn、zn、nb、mo、cu、ru、pt、au、al、或cr)，接着将发泡镍网浸泡在金属前驱物溶液中并搅拌3小时。接着以去离子水冲洗表面，直到渗出液体为透明，并以擦拭纸吸除多余水分，最后以90℃热风循环烘箱干燥，即完成金属-镍网的样品。由穿透式电子显微镜(tem)绕射图谱可知，上述样品的金属具有结晶相。值得注意的是，上述金属披覆镍网的方法属化学还原，因此可形成结晶相的金属。若是采用其他方法如电镀，则形成于镍网上的金属属于非晶相。半电池电化学性能测量方法为在1m koh溶液中，使用的参考电极为ag/agcl，然后再进行oer(oxygen evolution reaction)与her的eis与lsv测量。在eis测量部分，oer与her的扫描范围为0.1至10000赫兹；在oer的lsv测量部分，扫描电压范围:1.0～2.0v，扫描速度:10mv/s，且扫描次数:3次。在her的lsv测量部分，扫描电压范围:0～-0.4v，扫描速度:10mv/s，且扫描次数:3次。
[0042]
表1
[0043][0044][0045]
由表1可知，非贵金属部分以co-镍网具有最佳her性能，在电流值为10ma/cm2时的过电位为147mv。贵金属部分以au-镍网具有最佳her性能，在电流值为10ma/cm2时的过电位为132mv。在oer反应部分，fe-镍网在电流值为100ma/cm2时的过电位最低为272mv。
[0046]
实施例2(披覆不同量的不同金属的发泡镍网)
[0047]
调整金属前驱物溶液的浓度(金属包括fe、co、mn、zn、nb、mo、cu、ru、pt、au、al、或cr)，接着将发泡镍网浸泡在金属前驱物溶液中并搅拌3小时。接着以去离子水冲洗表面，直到渗出液体为透明，并以擦拭纸吸除多余水分，最后以90℃热风循环烘箱干燥，即完成金属-镍网的样品。不同金属在镍网上的披覆量、her活性、及oer活性如表2及3所示，且her活性与oer活性的测量方法同上述。
[0048]
表2
[0049]
[0050][0051]
表3
[0052][0053]
由表2及表3可知，披覆镍网的金属用量不高(如小于或等于10wt％/at％)即具有足够的her活性或oer活性。
[0054]
实施例3
[0055]
将多个发泡镍网分别浸泡在不同浓度的铁前驱物溶液中，并搅拌3小时。接着以去离子水冲洗表面，直到渗出液体为透明，并以擦拭纸吸除多余水分，最后以90℃热风循环烘箱干燥，即完成铁-镍网的样品。将不同浓度的铁前驱物溶液所形成的铁-镍网样品，以能量散x射线进行元素分析，不同样品的her活性及oer活性测量结果，如表4所示。her及oer的测量方式同上述。此外，不同浓度的铁前驱物溶液所形成的铁-镍网的oer曲线如图3所示，其横轴为相对于可逆氢电极(reversible hydrogen electrode，rhe)的电位(v)，而纵轴为电流密度(j，ma/cm2)。由表4可知，少量披覆铁于镍网上即具有改善her及oer的效果。
[0056]
表4
[0057][0058]
实施例4
[0059]
将多个发泡镍网分别浸泡在不同浓度的钴前驱物溶液中，并搅拌3小时。接着以去离子水冲洗表面，直到渗出液体为透明，并以擦拭纸吸除多余水分，最后以90℃热风循环烘箱干燥，即完成铁-镍网的样品。将不同浓度的钴前驱物溶液所形成的钴-镍网样品，以能量散x射线进行元素比例，不同样品的her活性及oer活性测量结果，如表5所示。her及oer的测量方式同上述。不同浓度的钴前驱物溶液所形成的钴-镍网的oer曲线如图4所示，其横轴为相对于可逆氢电极(reversible hydrogen electrode，rhe)的电位(v)，而纵轴为电流密度(j，ma/cm2)。不同浓度的钴前驱物溶液所形成的钴-镍网的her曲线如图5所示，其横轴为相对于可逆氢电极(reversible hydrogen electrode，rhe)的电位(v)，而纵轴为电流密度(j，ma/cm2)。由表5可知，少量披覆钴于镍网上即具有改善her及oer的效果。
[0060]
表5
[0061]
[0062][0063]
实施例5
[0064]
取商用的ptc作为触媒披覆于导电碳纸上以及镍网(孔径为91微米)作为her的阴极，取商用的dsa不溶性阳电极(iro2/ruo
2-ti mesh)与镍网(孔径为91微米)作为oer的阳极，并将阴离子交换膜x37-50(购自dioxide materials)夹设于阴极的ptc-碳纸与阳极的dsa电极之间，以形成膜电极组。将膜电极组夹设于两片不锈钢集电材之间，并浸置于2m的koh溶液中，进行电化学活性测试如下。扫描电压范围:1.2～2.2v，扫描速度为50mv/s。上述膜电极组在2v时可产生5.18a的电流。控制膜电极组的电位为2v并持续操作1000分钟，其产生的电流衰退约4.6％。
[0065]
重复上述实验，差别在于镍网孔径改为151微米。膜电极组的其余组件与电化学活性测试的方法同上。上述膜电极组在2v时可产生5.42a的电流。控制膜电极组的电位为2v并持续操作1000分钟，其产生的电流衰退约26.2％。
[0066]
重复上述实验，差别在于镍网孔径改为219微米。膜电极组的其余组件与电化学活性测试的方法同上。上述膜电极组在2v时可产生5.63a的电流。控制膜电极组的电位为2v并持续操作1000分钟，其产生的电流衰退约22.4％。由上述可知，若镍网的孔径过大，在长时间操作后的衰退幅度大。
[0067]
实施例6-1
[0068]
取专利i677596的制备例2与制备例12将ni
0.065
ru
1.935
触媒制备于导电碳纸上作为her的阴极，制备例9的ni
1.5
nb
0.5n2-不锈钢网作为oer的阳极，并将商用阴离子交换膜x37-50(购自dioxide materials)夹设于阴极与阳极之间，以形成膜电极组。膜电极组夹设于两片不锈钢集电材之间，且ni
0.065
ru
1.935
导电碳纸与集电材之间夹设蛇形流道层，而ni
1.5
nb
0.5n2-不锈钢网与集电材之间夹设蛇形流道层。将上述膜电极组浸置于2m的koh溶液中，进行lsv电化学活性测试如下。扫描电压范围:1.0～2.0v，扫描速度为50mv/s。上述膜电极组的电流-电压曲线如图6所示。
[0069]
实施例6-2
[0070]
与实施例6-1的膜电极组类似，差别在于以ni
1.5
nb
0.5n2-不锈钢网与披覆钴的镍网(如实施例1)作为oer的阳极，并省略ni
1.5
nb
0.5n2-不锈钢网与集电材之间的蛇形流道板。膜电极组的其余组件与电化学活性测试的方法同上。上述膜电极组的电流-电压曲线如图7所示。
[0071]
实施例6-3
[0072]
与实施例6-1的膜电极组类似，差别在于以ni
0.75
ru
1.25n2-不锈钢网与披覆钴的镍网(如实施例1)作为her的阴极，并省略ni
0.75
ru
1.25n2-不锈钢网与集电材之间的蛇形流道板。膜电极组的其余组件与电化学活性测试的方法同上。上述膜电极组的电流-电压曲线如图8所示。
[0073]
实施例6-4
[0074]
与实施例6-1的膜电极组类似，差别在于以ni
0.065
ru
1.935-导电碳纸与披覆不同金属的镍网(如实施例1)作为her的阴极，以ni
1.5
nb
0.5n2-不锈钢网与披覆不同金属的镍网(如实施例1)作为oer的阳极，省略ni
0.065
ru
1.935-导电碳纸与集电材之间的蛇形流道层，并省略ni
1.5
nb
0.5n2-不锈钢网与集电材之间的蛇形流道层。膜电极组的其余组件与电化学活性测试的方法同上。上述膜电极组操作60小时后的电流-电压曲线如图9所示。虽然此实施例的阳极与阴极中披覆金属的镍网相同，但应理解阳极与阴极中披覆金属的镍网可不同(比如镍网的孔径不同、金属的披覆量不同、金属的种类不同、或上述的组合)。
[0075]
实施例7
[0076]
取专利i677596的制备例11与制备例12将ni
0.065
ru
1.935-导电碳纸作为her的阴极，制备例9的ni
1.5
nb
0.5n2-不锈钢网作为oer的阳极，并将商用阴离子交换膜x37-50(购自dioxide materials)夹设于阴极与阳极之间，以形成膜电极组。膜电极组夹设于两片不锈钢集电材之间，且ni
0.065
ru
1.935-导电碳纸与集电材之间夹设棋盘状流道层，而ni
1.5
nb
0.5n2-不锈钢网与集电材之间夹设棋盘状流道层。将上述膜电极组浸置于2m的koh溶液中，进行lsv电化学活性测试如下。扫描电压范围:1.0～2.0v，扫描速度为50mv/s。上述膜电极组的电流-电压曲线如图10所示，且实施例6-1、实施例6-2、实施例6-3、与实施例7的电流-电压曲线比较如图11所示。由上述比较可知，仅单一电极(如阳极或阴极)采用金属-镍网，即可改善膜电极组的产氢效率并省略一侧的流道层。若阳极与阴极均采用金属-镍网，则可进一步改善膜电极组的产氢效率并省略两侧的流道层。
[0077]
虽然结合以上数个优选实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本揭露的精神和范围内，可作任意的更动与润饰，因此本揭露的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

技术特征：

1.一种膜电极组，其特征在于，包括：第一电极；第二电极；以及阴离子交换膜，夹设于该第一电极与该第二电极之间，其中该第一电极包括：第一金属网；第一触媒层，披覆于该第一金属网上；第二金属网；以及第二触媒层，披覆于该第二金属网上，其中该第一金属网位于该阴离子交换膜与该第二金属网之间，其中该第二金属网的厚度大于该第一金属网的厚度，该第一触媒层的厚度大于该第二触媒层的厚度，该第二触媒层是铁、钴、锰、锌、铌、钼、钌、铂、金、或铝，且该第二触媒层为结晶态。2.如权利要求1所述的膜电极组，其中该第一电极为阳极，该第二电极为阴极，且该第二触媒层是铁、钴、锌、铌、钼、钌、铂、或金。3.如权利要求2所述的膜电极组，其中该第一触媒层的化学结构为m’a
m”b
n2、m’c
m”d
c
e
、或m
x
ru
y
n2，其中m’为ni、co、fe、mn、cr、v、ti、cu、或zn，m”为nb、ta、或上述的组合，m为ni、co、fe、mn、cr、v、ti、cu、或zn，0.7≤a≤1.7，0.3≤b≤1.3，a+b＝2，0.24≤c≤1.7，0.3≤d≤1.76，0.38≤e≤.61，0<x<1.3，0.7<y<2，且x+y＝2，其中m’a
m”b
n2为立方晶系，m’c
m”d
c
e
为立方晶系或非晶，且m
x
ru
y
n2为立方晶系或非晶。4.如权利要求1所述的膜电极组，其中该第一电极为阴极，该第二电极为阳极，且该第二触媒层是铁、钴、锰、锌、铌、钼、金、或铝。5.如权利要求4所述的膜电极组，其中该第一触媒层的化学结构为m
x
ru
y
n2或m
x
ru
y
，其中m为ni、co、fe、mn、cr、v、ti、cu、或zn，0<x<1.3，0.7<y<2，x+y＝2，m
x
ru
y
n2为立方晶系或非晶，且m
x
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为立方晶系。6.如权利要求1所述的膜电极组，其中该第一触媒层的厚度介于介于0.25微米至1微米之间，而该第二触媒层的厚度介于0.01微米至0.25微米之间。7.如权利要求1所述的膜电极组，其中该第二金属网的孔洞尺寸为60微米至120微米。8.如权利要求1所述的膜电极组，其中该第二金属网与该第二触媒层的重量比例为90:10至99.9:0.1。9.如权利要求1所述的膜电极组，是夹设于第一集电材与第二集电材之间，其中该第一电极位于该阴离子交换膜与该第一集电材之间，该第二电极位于该阴离子交换膜与该第二集电材之间，且该第一电极与该第一集电材之间不具有流道层。10.如权利要求1所述的膜电极组，其中该第二电极包括：第三金属网；第三触媒层，披覆于该第三金属网上；第四金属网；以及第四触媒层，披覆于该第四金属网上，其中该第三金属网位于该阴离子交换膜与该第四金属网之间，
其中该第四金属网的厚度大于该第三金属网的厚度，该第三触媒层的厚度大于该第四触媒层的厚度，该第四触媒层是铁、钴、锰、锌、铌、钼、钌、铂、金、或铝，且该第四触媒层为结晶态。11.如权利要求10所述的膜电极组，是夹设于第一集电材与第二集电材之间，其中该第一电极位于该阴离子交换膜与该第一集电材之间，该第二电极位于该阴离子交换膜与该第二集电材之间，该第一电极与该第一集电材之间不具有流道层，且该第二电极与该第二集电材之间不具有流动层。12.一种电解产氢的方法，包括：将膜电极组浸置于碱性水溶液中，其中该膜电极组包括：第一电极；第二电极；以及阴离子交换膜，夹设于该第一电极与该第二电极之间，其中该第一电极包括：第一金属网；第一触媒层，披覆于该第一金属网上；第二金属网；以及第二触媒层，披覆于该第二金属网上，其中该第一金属网位于该阴离子交换膜与该第二金属网之间，其中该第二金属网的厚度大于该第一金属网的厚度，该第一触媒层的厚度大于该第二触媒层的厚度，该第二触媒层是铁、钴、锰、锌、铌、钼、钌、铂、金、或铝，且该第二触媒层为结晶态；以及施加电位至该第一电极与该第二电极以电解该碱性水溶液，使该第一电极与该第二电极之一者产生氢气，并使该第一电极与该第二电极的另一者产生氧气。13.如权利要求12所述的电解产氢的方法，其中该碱性水溶液的ph值大于或等于13。

技术总结

本发明公开一种膜电极组与电解产氢的方法，其中该膜电极组包括：第一电极；第二电极；阴离子交换膜，夹设于第一电极与第二电极之间，其中第一电极包括：第一金属网；第一触媒层，披覆于第一金属网上；第二金属网；以及第二触媒层，披覆于第二金属网上，其中第一金属网位于阴离子交换膜与第二金属网之间，其中第二金属网的厚度大于第一金属网的厚度，第一触媒层的厚度大于第二触媒层的厚度，第二触媒层是铁、钴、锰、锌、铌、钼、钌、铂、金、或铝，且第二触媒层为结晶态。媒层为结晶态。媒层为结晶态。