中國(guó)作為世界上最大的能源消耗國(guó),當(dāng)前面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題之一是資源枯竭。此外傳統(tǒng)能源（石油、煤炭等）的消耗引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境污染和破壞。燃料電池是清潔、高效的能量轉(zhuǎn)換裝置,其理論能量轉(zhuǎn)化效率達(dá)83%,燃料來(lái)源廣泛,自問(wèn)世（1880s）以來(lái)就受到科研工作者的廣泛關(guān)注,以期降低人類對(duì)化石能源的依賴。燃料電池陰極的氧還原反應(yīng)（Oxygen Reduction Reaction,ORR）動(dòng)力學(xué)比陽(yáng)極氫氣氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)慢五個(gè)數(shù)量級(jí),需要催化活性強(qiáng)勁的ORR催化劑。目前Pt基材料是最高效的ORR催化劑,可降低ORR的超電勢(shì),催化氧氣以高效的4電子途徑發(fā)生還原。但是仍存在以下問(wèn)題:1)金屬Pt儲(chǔ)量稀少,Pt基催化劑成本高昂,占燃料電池成本的49%;2)Pt基催化劑易受燃料中微量CO的毒害而降低活性,嚴(yán)重削弱燃料電池的工作效率;3)Pt基催化劑催化選擇性差,易受甲醇干擾,降低電池的使用壽命;4)Pt基催化劑活性易衰減,耐用性差。因此,必須尋求廉價(jià)、高效、穩(wěn)定性和選擇性好的材料來(lái)代替Pt/C作為ORR催化劑。雜原子摻雜多孔碳材料因其孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),比表面積大,活性位點(diǎn)豐富,機(jī)械性能、結(jié)構(gòu)可控性和表面修飾性強(qiáng),導(dǎo)電性... 

【文章來(lái)源】：河南師范大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：96 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

以甲醇或氫氣為燃料的典型燃料電池示意圖

功能碳材料ORR催化性能的影響要素[16]

6圖1-3 外模板（用正方形表示的模板）和內(nèi)模板（用三角形表示的模板）的示意圖[23]硬模板法可較好控制碳材料的形貌和孔徑，但是制備過(guò)程復(fù)雜，不僅需要提前制備所需模板，耗時(shí)費(fèi)力，而且需移除模板材料，又增加原料消耗。而軟模板在熱解過(guò)程中可以完全分解，不需要額外酸堿處理移除模板，是簡(jiǎn)單有效低的造孔方式[32-33]。2004年，Dai等人以間苯二酚-甲醛樹(shù)脂和聚苯乙烯-4-乙烯基吡啶嵌斷共聚物為前驅(qū)體，經(jīng)自組裝、溶劑誘導(dǎo)、原位聚合作用和高溫?zé)峤膺^(guò)程制得有序多孔碳膜，在碳化過(guò)程中，間苯二酚-甲醛樹(shù)脂轉(zhuǎn)化為高度有序的多孔碳膜，同時(shí)伴隨著聚苯乙烯-4-乙烯基吡啶嵌斷共聚物模板分解為氣體[34]。Zhou等人以離子液體[Phne][HSO4]為前驅(qū)體


本文編號(hào)：3000179