發(fā)布時間：2018-05-21 20:12

  本文選題：納米多孔碳 + 鋅-空氣電池��； 參考：《安徽大學》2017年碩士論文

【摘要】：堿性介質(zhì)中氧化還原電催化劑對于電化學裝置如燃料電池和金屬空氣電池至關(guān)重要。這里,我們用簡單的方法將可回收利用的生物質(zhì)玉米須制備成氮、磷和鐵摻雜納米多孔碳催化劑。玉米須是一種廉價、可回收的植物生物質(zhì),為開發(fā)低成本、高產(chǎn)率的催化劑提供了良好的基礎(chǔ)。與20%Pt/C催化劑相比,我們制備的典型產(chǎn)物表現(xiàn)出相當高的催化活性、穩(wěn)定性好、耐堿性介質(zhì)中甲醇的中毒,起始電位和半峰電位比20%Pt/C催化劑高30 mV和26 mV。典型產(chǎn)物具有高的比表面積(1038.9 m2 g-1)和孔體積(0.83cm3g-1),是目前最好的ORR催化劑之一。金屬-空氣電池由于其能量密度高、功率密度高以及安全性高,是一種前途很廣的能源設備。鋅由于其含量豐富、成本低廉以及對環(huán)境無污染,所以是金屬空氣電池陽極材料的首選之一。然而鋅-空氣電池的電池性能在很大程度上受到空氣電極的限制,其中氧還原反應過程(ORR)很慢。所以發(fā)展高性能的鋅-空電池的空氣電極催化劑(氧還原反應過程)是非常重要的。因此添加某些過渡金屬(例如鐵和鈷)的氮摻雜碳材料可以大大促進氧化還原活性。氮、磷和鐵等元素的摻雜碳催化劑也顯示出了優(yōu)異的ORR催化性能。在鋅-空電池中N-P-Fe催化劑比Pt/C表現(xiàn)出更高的電壓和更高的比容量,所以它可能會替代Pt/C在鋅-空電池中的應用。
[Abstract]:Redox electrocatalysts in alkaline media are important for electrochemical devices such as fuel cells and metal air batteries. Here, we prepared the recycled biomass corn into nano-porous carbon catalysts doped with nitrogen, phosphorus and iron by a simple method. Corn is a cheap and recoverable plant biomass, which provides a good basis for the development of low cost and high yield catalyst. Compared with the 20%Pt/C catalyst, the typical products showed high catalytic activity and good stability. The initial potential and half peak potential were 30 MV and 26 MV higher than those of the 20%Pt/C catalyst. The typical product has a high specific surface area of 1038.9 m2 g-1) and a pore volume of 0.83cm3g-1C, which is one of the best catalysts for ORR at present. Metal-air battery is a promising energy equipment because of its high energy density, high power density and high safety. Zinc is one of the preferred anode materials for metal air batteries due to its rich content, low cost and no pollution to the environment. However, the performance of zinc-air battery is largely limited by the air electrode, in which the process of oxygen reduction is very slow. Therefore, it is very important to develop high performance air electrode catalyst for zinc-air battery (oxygen reduction process). Therefore, nitrogen-doped carbon materials with some transition metals (such as iron and cobalt) can greatly promote the redox activity. Carbon catalysts doped with nitrogen, phosphorus and iron also showed excellent ORR catalytic performance. N-P-Fe catalyst has higher voltage and higher specific capacity than Pt/C in zinc-air battery, so it may replace Pt/C in zinc-air battery.
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36;TM911.41

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本文編號：1920623