天然資源的短缺和空氣污染的加劇,人們對新型能源的需求越來越迫切。燃料電池因其能量轉化率高、環(huán)境友好、設備簡單、操作方便等優(yōu)勢而受到世界各國的普遍關注。但從燃料電池的原理提出至今已經過去了200多年,仍然沒有被大規(guī)模的商業(yè)化應用,主要的原因是燃料電池的發(fā)電成本過高,經濟效益遠不如傳統(tǒng)的火力發(fā)電。其中,催化劑成本占到了總成本的三分之一。燃料電池催化劑分為陰極催化劑和陽極催化劑,陰極催化劑的使用量是陽極的五倍,且是燃料電池的發(fā)電效率的控制因素�，F(xiàn)階段的商用陰極催化劑材料是貴金屬鉑基催化劑,鉑基催化劑不僅成本高,而且穩(wěn)定性差,使用壽命短。因此尋找更加合適的催化劑是解決燃料電池規(guī)�；瘧脝栴}的關鍵,摻雜碳材料就是很有潛力的催化劑材料之一。但目前摻雜碳材料的催化性能相較于鉑基催化劑還有一定差距,提升摻雜碳材料的催化性能成為了目前研究的重點。本文采用熱絲化學氣相沉積技術制備了摻硼非晶碳薄膜,并通過空氣氧化的方法增加了碳薄膜的孔隙率和比表面積。研究了空氣氧化工藝參數(shù)對摻硼非晶碳薄膜的物理結構和電催化性能的影響規(guī)律,并將經過空氣氧化處理后摻硼非晶碳薄膜的催化性能與商業(yè)Pt/C催化劑進行了對比。得到以下幾... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 燃料電池
        1.2.1 燃料電池簡介
        1.2.2 燃料電池分類
    1.3 堿性燃料電池陰極氧還原反應
        1.3.1 氧還原反應
        1.3.2 鉑基催化劑
        1.3.3 非鉑基催化劑
        1.3.4 多孔摻硼碳材料
    1.4 國內外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 自上而下法
        1.4.2 自下而上法
    1.5 研究意義及內容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內容
2 實驗與分析方法
    2.1 摻硼非晶碳薄膜的制備
        2.1.1 實驗設備
        2.1.2 實驗材料
        2.1.3 襯底預處理
        2.1.4 沉積工藝
    2.2 薄膜的空氣氧化處理
        2.2.1 實驗設備
        2.2.2 實驗流程
        2.2.3 空氣氧化工藝參數(shù)
    2.3 材料的表征
        2.3.1 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.3.2 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.3.3 X射線衍射（XRD）
        2.3.4 拉曼光譜（Raman）
        2.3.5 傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）
        2.3.6 X射線光電子能譜（XPS）
        2.3.7 電化學測試
3 氧化溫度對摻硼非晶碳薄膜的影響
    3.1 不同溫度氧化處理后摻硼非晶碳薄膜的形貌與結構
        3.1.1 摻硼碳薄膜的結構與形貌
        3.1.2 不同氧化溫度下BDAC膜的形貌
        3.1.3 不同溫度氧化下BDAC膜的XRD分析
        3.1.4 不同氧化溫度下BDAC膜的Raman分析
        3.1.5 不同氧化溫度下BDAC膜的FT-IR分析
        3.1.6 不同氧化溫度下BDAC膜的XPS分析
    3.2 不同溫度氧化處理后摻硼非晶碳薄膜的電催化性能
        3.2.1 不同氧化溫度下BDAC膜的CV分析
        3.2.2 不同氧化溫度下BDAC膜的電化學活性面積分析
        3.2.3 不同氧化溫度下BDAC膜的LSV分析
    3.3 本章小結
4 氧化時間對摻硼非晶碳薄膜的影響
    4.1 不同時間氧化處理后摻硼非晶碳薄膜的形貌與結構
        4.1.1 不同氧化時間下BDAC膜的SEM分析
        4.1.2 不同氧化時間下BDAC膜的Raman分析
    4.2 不同時間氧化處理后摻硼非晶碳薄膜的電催化性能
        4.2.1 不同氧化時間下BDAC膜的CV特性
        4.2.2 不同氧化時間下BDAC膜的LSV特性
    4.3 BDAC膜的抗甲醇性分析
    4.4 BDAC膜的穩(wěn)定性分析
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：2933665