化石燃料的燃燒和日益枯竭,給人類帶來兩大危機(jī):環(huán)境污染和能源短缺,因此,亟待開發(fā)清潔、高效的新能源技術(shù)。近年來,質(zhì)子交換膜燃料電池作為一種綠色高效的能源轉(zhuǎn)換裝置,因其高能量密度、快速啟動(dòng)、低溫運(yùn)行、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),引起了世界各國科研工作者的關(guān)注,并被廣泛的應(yīng)用于交通、便攜式設(shè)備及固定發(fā)電等三大領(lǐng)域。然而,陰極緩慢、復(fù)雜的氧還原反應(yīng)所導(dǎo)致的貴金屬鉑催化劑的大量消耗,嚴(yán)重制約了燃料電池的商業(yè)化。盡管科研工作者在非貴金屬催化劑的開發(fā)方面做了大量的工作和嘗試,貴金屬鉑作為活性最好的單金屬催化劑,依然是實(shí)際應(yīng)用中唯一的選擇。因此,在保證傳統(tǒng)鉑碳催化劑活性的情況下,盡可能的減少貴金屬鉑的使用量、延長催化劑的使用壽命,成為降低質(zhì)子交換膜燃料電池總成本的關(guān)鍵之一。本論文針對(duì)以上問題,開展了如下相關(guān)研究:1、氮摻雜多孔碳的制備及其作為一種新型載體負(fù)載貴金屬鉑納米顆粒,對(duì)于金屬鉑催化氧還原反應(yīng)性能提升的探究。首先,采用溶劑熱法制備了沸石咪唑脂骨架結(jié)構(gòu)8（ZIF-8）,選擇不同的溫度和時(shí)間對(duì)ZIF-8進(jìn)行煅燒處理,獲得了氮摻雜種類及含量不同的多孔碳材料。然后,采用雙溶劑浸漬法,使金屬鉑前驅(qū)體附著在載體上,樣... 

【文章來源】：廈門大學(xué)福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?２００６－２０１５年ＰＥＭＦＣ成本降低情況（千瓦虔元），引自文獻(xiàn)ｍ

廈門大學(xué)碩士論文??力于降低ＰＥＭＦＣ成本，圖１．１為近年來ＰＥＭＦＣ成本統(tǒng)計(jì)和美國能源部在成本??方面最終的預(yù)期［３］。??１．２燃料電池的發(fā)展歷史??１８３９年，Ｗｉｌｌｉａｍ?Ｇｒｏｖｅ使用氧氣和氫氣作為氣體電極，稀硫酸溶液為電解??質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了電流通過外電路在兩極之間的流動(dòng)，因陰、陽極均采用氣體，故稱其??為“氣體電池”［２］；?１８８９年，ＬｕｄｗｉｎｇＭｏｎｄ和ＣｈａｒｌｅｓＬａｎｇｅｒ，以鉆孔的鈾作類??似集流板裝置，鈾黑為催化劑組裝成電池，并命名為“燃料電池”?［３］。然而，在??與當(dāng)時(shí)技術(shù)非常成熟的蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的競爭中，燃料電池由于本身難以攻克的??技術(shù)問題，一度陷入發(fā)展停滯期。直到１９５９年，Ｂａｃｏｎ制造出了一部以燃料電??池為動(dòng)力的５ｋｗ的焊接機(jī)，與此同時(shí)，燃料電池也成功在太空領(lǐng)域得以應(yīng)用，??包括阿波羅計(jì)劃和雙子星計(jì)劃等；１９７３年

因此，金屬中心離子決定了其所屬大環(huán)化合物的氧還原催化能力。當(dāng)??選取酞菁作為配體，改變金屬中心離子形成配位化合物時(shí)，配位化合物的催化活??性順序：Ｆｅ＞Ｃｏ＞Ｎｉ＞Ｃｕ￣Ｍｎ［１３］。圖１．３所示為一種以鐵為中心離子的配位化合??物的化學(xué)式和ＯＲＲ催化機(jī)制。從反應(yīng)機(jī)制可以看出，過氧化氫與氧氣均具有在??中心離子表面吸附的能力，因此，氧還原反應(yīng)如果以兩電子過程進(jìn)行，中間產(chǎn)物??過氧化氫會(huì)極大程度的破壞活性位點(diǎn)從而降低催化劑活性［８］�？傊M管大環(huán)化??合物具有抗燃料透過能力好、成本低等優(yōu)勢(shì)，但催化活性低、使用壽命短等問題??限制了其在燃料電池中的實(shí)際應(yīng)用。??＂ａ?，?＂１＋?ｂ??６??ＯＭＯ?？？?＾２〇２??圖１．２?ＦｅＴＭＰＰＣｌ的（ａ）結(jié)構(gòu)式（ｂ）ＯＲＲ催化機(jī)制，引自文獻(xiàn)｜８］。??５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3023362