發(fā)布時(shí)間：2021-01-06 05:45

　　化石燃料消耗帶來(lái)世界能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題,燃料電池作為能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換裝置,是緩解能源問(wèn)題最具潛力的候選者。其中,氧還原反應(yīng)（ORR）作為燃料電池的陰極反應(yīng),其緩慢的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)一直是燃料電池的瓶頸問(wèn)題。雖然文獻(xiàn)報(bào)道合成了多種Pt-基催化劑,加快了氧還原動(dòng)力學(xué),但其儲(chǔ)量有限、成本高、穩(wěn)定性差,嚴(yán)重阻礙了商業(yè)化進(jìn)程。因此,迫切需要設(shè)計(jì)合成低成本、高活性、穩(wěn)定性良好的電催化劑,加快反應(yīng)動(dòng)力學(xué),降低反應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)。而金屬鈀（Pd）被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的Pt替代品,存儲(chǔ)量豐富,活性與Pt相當(dāng),但純Pd的催化活性和穩(wěn)定性遠(yuǎn)不如Pt催化劑。針對(duì)當(dāng)前的Pd-基催化劑的研究現(xiàn)狀,我們合成了納米網(wǎng)狀金屬間相Pd₃Pb和一系類(lèi)Pd_xSn_y納米晶（CNs）以及相應(yīng)的納米雜化體（NHs）,觀(guān)察了其形貌特征,確定了相應(yīng)的組分,解釋了反應(yīng)的機(jī)制原理,ORR測(cè)試證明了納米晶以及相應(yīng)的納米雜化體材料具有優(yōu)異的電催化活性和穩(wěn)定性。具體的合成方法與測(cè)試結(jié)果如下:（1）先將聚乙二醇單十六烷基醚（表面活性劑）分散在1,3-二甲基丙撐脲（DMPU）的溶劑中,然后加入... 

【文章來(lái)源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

水分解和燃料電池反應(yīng)的原理示意圖

應(yīng)催化劑（ORR）主要發(fā)生在燃料電池和金屬-空氣電池的陰極上，由于其需要快速的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)改善，因此其動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)機(jī)理一直是電化常認(rèn)為 ORR 的機(jī)理是通過(guò)直接氧化生成水，或涉及形成過(guò)氧化物理如圖 1.2 所示[4, 16]，首先氧氣分子吸附到電極的表面，形成一個(gè)主要有三種途徑還原 O2*中間體：途徑一是直接的“4e-”反應(yīng)途，然后 O*被還原為 H2O*；途徑二是“2e-+2e-”反應(yīng)途徑，O2*先，形成 O*和 OH*中間體；途徑三是“2e-”反應(yīng)途徑，O2*還原是以水為主產(chǎn)物，而第三種途徑過(guò)氧化物是主要產(chǎn)物。對(duì)于燃料2 電子反應(yīng)途徑的動(dòng)力學(xué)緩慢，4 電子途徑對(duì)能量的快速轉(zhuǎn)化才是生成關(guān)鍵在于催化劑的選擇。

業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 操作環(huán)境下，通過(guò)簡(jiǎn)單的電極測(cè)試比較不同催化劑的活性。對(duì)于 O驗(yàn)參數(shù)，其評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有：起始電位（Eonset）和半波電位（E1、轉(zhuǎn)移電子數(shù)（n）和 H2O2產(chǎn)率等。圖 1.3 顯示了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 ORR個(gè)不同的區(qū)域。開(kāi)始反應(yīng)的速度比較緩慢，屬于動(dòng)力學(xué)控制區(qū)域�？�，電流密度快速增加，進(jìn)入了混合動(dòng)力學(xué)擴(kuò)散區(qū)域，轉(zhuǎn)折的點(diǎn)稱(chēng)始電位越正，催化活性越高。當(dāng)電流密度達(dá)到一個(gè)平臺(tái)時(shí)，稱(chēng)之為流稱(chēng)為限制電流（JL），兩段平臺(tái)中間對(duì)應(yīng)的電位稱(chēng)之為半波電位


本文編號(hào)：2960034