甲酸燃料電池陽極Pd基碳化物載體與合金催化劑研究
發(fā)布時間:2021-04-25 08:42
直接甲酸燃料電池(DFAFC)是一種具有良好前景的新型電源,甲酸燃料無毒性,不易燃燒,運輸儲存過程安全。除此之外,甲酸對Nafion膜的滲透率遠低于甲醇,氧化過程的理論電動勢高于甲醇,在低溫下DFAFC能量密度較高。本文通過微波輔助乙二醇法,制備Pd/C、Pd/TiC、Pd/TiC-C、Pd-Ir/C合金催化劑。通過X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、和電子能譜(EDAX)等手段對催化劑的表面形貌、元素組成、晶型結(jié)構(gòu)進行表征。使用玻碳電極在硫酸、硫酸-甲酸混合溶液中進行循環(huán)伏安測試,比較Pd催化劑的電化學活性面積和對甲酸氧化的催化活性。用電流-時間曲線測試衡量催化劑的穩(wěn)定性。制備并比較了Pd/C、Pd/TiC、Pd/TiC-C催化劑的粒徑分、電化學活性及穩(wěn)定性,證明在三種催化劑中,Pd/TiC-C混合載體催化劑的電化學活性及穩(wěn)定性最好。制備并且優(yōu)化了乙二醇微波法制備Pd-Ir/C催化劑的制備工藝,當pH=10,Pd-Ir的比例為5:1時,制備出的Pd-Ir/C催化劑具有最好的性能,提高了對甲酸的氧化能力。
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:50 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 、課題背景及研究目的
1.2 、燃料電池的原理、分類及其應(yīng)用前進分析
1.2.1 、燃料電池的工作原理
1.2.2 、燃料電池的分類
1.2.3 、燃料電池的廣泛應(yīng)用
1.3 、直接甲酸燃料電池
1.3.1 、甲酸燃料的優(yōu)點
1.3.2 、甲酸在DFAFC中的氧化機理
1.3.3 、直接甲酸燃料電池陽極催化劑的研究
1.4 、本文的主要研究內(nèi)容
第二章 實驗材料和研究方法
2.1 、實驗材料和設(shè)備
2.1.1 、實驗試劑
2.1.2 、實驗儀器
2.2 、催化劑的制備
2.2.1 、碳載體的預處理
2.2.2 、催化劑的制備
2.2.3 、工作電極的制備
2.3 、催化劑的電化學性能測試
2.4 、物理測試與表征
2.4.1 、X射線衍射(XRD)
2.4.2、掃描電子顯微鏡(SEM)和 X 射線電子能譜(EDAX)
2.4.3 、透射電子顯微鏡(TEM)
第三章 TiC載體對Pd催化劑甲酸電氧化性能的影響
3.1 、引言
3.2 、催化劑的物理表征
3.3 、催化劑的電化學性能測試
3.4 、本章小結(jié)
第四章 微波輔助乙二醇法制備PdIr/C催化劑研究
4.1 、引言
4.2 、不同合金原子比對Pd-Ir/C催化劑性能的影響
4.3 、微波處理前的p H值對Pd-Ir/C催化劑性能的影響
4.4 、熱處理對Pd-Ir/C催化劑性能的影響
4.5 、本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及其他成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]燃料電池旋翼無人機的研究進展[J]. 譚濤,黃澤濤. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2020(08)
[2]綠色航運發(fā)展趨勢和燃料電池船舶的應(yīng)用前景[J]. 楊發(fā)財,李世安,沈秋婉,楊國剛. 船舶工程. 2020(04)
[3]燃料電池汽車基本技術(shù)及發(fā)展綜述[J]. 張偉,向洪坤. 智慧電力. 2020(04)
[4]2019年氫燃料電池研發(fā)熱點回眸[J]. 侯明,邵志剛,俞紅梅,衣寶廉. 科技導報. 2020(01)
[5]燃料電池汽車國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及對策建議[J]. 王薛超,金茂菁. 科技中國. 2019(05)
[6]新型核殼結(jié)構(gòu)催化劑的制備及其對甲酸氧化的催化作用[J]. 田新龍,湯海波,余錦南,杜麗,曾建皇,廖世軍. 中國科學:化學. 2017(05)
[7]Pt納米空球殼厚的可控制備及對甲酸的電催化氧化[J]. 林劍云,程美琴,張賢土,商中瑾,熊婷,林旋,田偉,鐘起玲,任斌. 中國科學:化學. 2013(11)
[8]直接甲酸燃料電池的研究進展[J]. 呂艷卓,郭文軒,闕奕鵬,王振波. 電池. 2013(01)
[9]偏釩酸鈉對甲酸在Pd/C催化劑上氧化的電催化性能影響的機理[J]. 郭琦,李煥芝,季云,陸天虹. 應(yīng)用化學. 2013(02)
[10]燃料電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 侯明,衣寶廉. 電化學. 2012(01)
博士論文
[1]鈦氧化物/碳復合載體對Pt催化甲醇氧化性能影響研究[D]. 隋旭磊.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]直接甲醇燃料電池陽極Pt基催化劑可控合成及性能研究[D]. 初園園.哈爾濱工業(yè)大學 2011
碩士論文
[1]直接甲醇燃料電池陽極Pt基催化劑氧化錫銻載體改性研究[D]. 楊東輝.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]城市電動汽車充電設(shè)施規(guī)劃方法研究[D]. 王琰.山東大學 2017
[3]單體直接甲酸燃料電池性能的研究[D]. 郭文軒.哈爾濱工程大學 2013
[4]直接甲酸燃料電池陽極催化劑Pd/C的研究[D]. 周鍇.哈爾濱工程大學 2011
[5]直接甲醇燃料電池陰極Co@Pt/C催化劑制備技術(shù)研究[D]. 邵愛芬.哈爾濱工業(yè)大學 2010
本文編號:3159080
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:50 頁
【學位級別】:碩士
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摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 、課題背景及研究目的
1.2 、燃料電池的原理、分類及其應(yīng)用前進分析
1.2.1 、燃料電池的工作原理
1.2.2 、燃料電池的分類
1.2.3 、燃料電池的廣泛應(yīng)用
1.3 、直接甲酸燃料電池
1.3.1 、甲酸燃料的優(yōu)點
1.3.2 、甲酸在DFAFC中的氧化機理
1.3.3 、直接甲酸燃料電池陽極催化劑的研究
1.4 、本文的主要研究內(nèi)容
第二章 實驗材料和研究方法
2.1 、實驗材料和設(shè)備
2.1.1 、實驗試劑
2.1.2 、實驗儀器
2.2 、催化劑的制備
2.2.1 、碳載體的預處理
2.2.2 、催化劑的制備
2.2.3 、工作電極的制備
2.3 、催化劑的電化學性能測試
2.4 、物理測試與表征
2.4.1 、X射線衍射(XRD)
2.4.2、掃描電子顯微鏡(SEM)和 X 射線電子能譜(EDAX)
2.4.3 、透射電子顯微鏡(TEM)
第三章 TiC載體對Pd催化劑甲酸電氧化性能的影響
3.1 、引言
3.2 、催化劑的物理表征
3.3 、催化劑的電化學性能測試
3.4 、本章小結(jié)
第四章 微波輔助乙二醇法制備PdIr/C催化劑研究
4.1 、引言
4.2 、不同合金原子比對Pd-Ir/C催化劑性能的影響
4.3 、微波處理前的p H值對Pd-Ir/C催化劑性能的影響
4.4 、熱處理對Pd-Ir/C催化劑性能的影響
4.5 、本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及其他成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]燃料電池旋翼無人機的研究進展[J]. 譚濤,黃澤濤. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2020(08)
[2]綠色航運發(fā)展趨勢和燃料電池船舶的應(yīng)用前景[J]. 楊發(fā)財,李世安,沈秋婉,楊國剛. 船舶工程. 2020(04)
[3]燃料電池汽車基本技術(shù)及發(fā)展綜述[J]. 張偉,向洪坤. 智慧電力. 2020(04)
[4]2019年氫燃料電池研發(fā)熱點回眸[J]. 侯明,邵志剛,俞紅梅,衣寶廉. 科技導報. 2020(01)
[5]燃料電池汽車國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及對策建議[J]. 王薛超,金茂菁. 科技中國. 2019(05)
[6]新型核殼結(jié)構(gòu)催化劑的制備及其對甲酸氧化的催化作用[J]. 田新龍,湯海波,余錦南,杜麗,曾建皇,廖世軍. 中國科學:化學. 2017(05)
[7]Pt納米空球殼厚的可控制備及對甲酸的電催化氧化[J]. 林劍云,程美琴,張賢土,商中瑾,熊婷,林旋,田偉,鐘起玲,任斌. 中國科學:化學. 2013(11)
[8]直接甲酸燃料電池的研究進展[J]. 呂艷卓,郭文軒,闕奕鵬,王振波. 電池. 2013(01)
[9]偏釩酸鈉對甲酸在Pd/C催化劑上氧化的電催化性能影響的機理[J]. 郭琦,李煥芝,季云,陸天虹. 應(yīng)用化學. 2013(02)
[10]燃料電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 侯明,衣寶廉. 電化學. 2012(01)
博士論文
[1]鈦氧化物/碳復合載體對Pt催化甲醇氧化性能影響研究[D]. 隋旭磊.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]直接甲醇燃料電池陽極Pt基催化劑可控合成及性能研究[D]. 初園園.哈爾濱工業(yè)大學 2011
碩士論文
[1]直接甲醇燃料電池陽極Pt基催化劑氧化錫銻載體改性研究[D]. 楊東輝.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]城市電動汽車充電設(shè)施規(guī)劃方法研究[D]. 王琰.山東大學 2017
[3]單體直接甲酸燃料電池性能的研究[D]. 郭文軒.哈爾濱工程大學 2013
[4]直接甲酸燃料電池陽極催化劑Pd/C的研究[D]. 周鍇.哈爾濱工程大學 2011
[5]直接甲醇燃料電池陰極Co@Pt/C催化劑制備技術(shù)研究[D]. 邵愛芬.哈爾濱工業(yè)大學 2010
本文編號:3159080
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