發(fā)布時間：2021-04-26 14:54

　　煤,石油,天然氣等不可再生資源是人類賴以生存的主要能源,但是其存在儲量有限,污染環(huán)境等問題,使社會面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),人類不得不研究清潔可持續(xù)能源來保障社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。直接乙醇燃料電池（DEFC）使用乙醇作為燃料,能量密度高,可以直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,在社會上引起了廣泛的關(guān)注。DEFC的核心是陽極催化劑,目前使用最廣泛的催化劑是金屬Pt,但是其作為催化劑存在著一些問題。一方面,貴金屬Pt價格高昂,儲量稀少,使其難以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn);另一方面,金屬Pt催化氧化乙醇的過程比較復(fù)雜,其反應(yīng)動力學(xué)也相對較慢,導(dǎo)致催化劑催化效率低下,阻礙了金屬Pt催化劑的商業(yè)化進(jìn)程。因此,制備高活性,低成本的催化劑是當(dāng)今研究的主要方向。本文針對DEFC陽極催化劑活性物質(zhì)利用率不高,催化效率較低等問題,提出了一系列解決辦法,并且通過透射電鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）、掃描電鏡及能譜（SEM+EDS）和X射線光電子能譜（XPS）對納米催化劑進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)表征,通過電化學(xué)工作站對催化劑的電催化性能進(jìn)行測試。研究晶面取向及酸處理對Pt基催化劑微觀結(jié)構(gòu)與催化性能的影響。結(jié)果如下:采用乙二醇還原氯鉑酸,通過改變溴化鉀的... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 燃料電池簡介
        1.1.1 燃料電池的發(fā)展概況
        1.1.2 燃料電池的分類
    1.2 直接乙醇燃料電池簡介
        1.2.1 DEFC工作原理
        1.2.2 DEFC陽極反應(yīng)基本過程及機(jī)理
    1.3 影響催化劑活性的因素
        1.3.1 過渡金屬影響
        1.3.2 晶面取向影響
        1.3.3 粒徑大小影響
        1.3.4 金屬氧化物影響
    1.4 Pt基催化劑的制備方法
    1.5 直接乙醇燃料電池存在的問題
    1.6 選題的目的及意義
2 實驗部分
    2.1 研究方案
        2.1.1 Pt基催化劑的制備及性能測試
        2.1.2 工作電極的制備
    2.2 實驗原料與儀器
    2.3 材料結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 物相檢測（XRD）
        2.3.2 微觀形貌（SEM/TEM）
        2.3.3 X光電子能譜（XPS）
        2.3.4 電化學(xué)測試
        2.3.5 電化學(xué)原位紅外光譜
3 晶面取向?qū)χ苯右掖既剂想姵仃枠O催化劑電催化性能的影響
    3.1 （100）晶面取向Pt/G催化劑的制備
    3.2 （100）晶面取向Pt/G催化劑的表征
        3.2.1 （100）晶面取向Pt/G催化劑的X射線衍射（XRD）表征
        3.2.2 （100）晶面取向Pt/G催化劑的透射電鏡（TEM）表征
        3.2.3 （100）晶面取向Pt/G催化劑的電化學(xué)活性表面積表征
        3.2.4 （100）晶面取向Pt/G催化劑的乙醇循環(huán)伏安表征
        3.2.5 （100）晶面取向Pt/G催化劑的I-T曲線表征
        3.2.6 （100）晶面取向Pt/G催化劑的變溫循環(huán)伏安曲線-阿倫尼烏斯方程
        3.2.7 （100）晶面取向Pt/G催化劑的衰竭循環(huán)伏安曲線表征
    3.3 本章小結(jié)
4 酸處理對直接乙醇燃料電池陽極催化劑電催化性能的影響
    4.1 酸處理AC-PtNi/G催化劑的制備
    4.2 酸處理AC-PtNi/G催化劑的催化劑的表征
        4.2.1 酸處理AC-PtNi/G催化劑的X射線衍射（XRD）表征
        4.2.2 酸處理AC-PtNi/G催化劑的掃描電鏡及能譜（SEM+EDS）表征
        4.2.3 酸處理AC-PtNi/G催化劑的透射電鏡（TEM）表征
        4.2.4 酸處理AC-PtNi/G催化劑的X射線光電子能譜（XPS）表征
        4.2.5 酸處理AC-PtNi/G催化劑的電化學(xué)活性表面積表征
        4.2.6 酸處理AC-PtNi/G催化劑的乙醇循環(huán)伏安表征
        4.2.7 酸處理AC-PtNi/G催化劑的I-T曲線表征
        4.2.8 酸處理AC-PtNi/G催化劑的變溫循環(huán)伏安曲線-阿倫尼烏斯方程
        4.2.9 酸處理AC-PtNi/G催化劑的衰竭循環(huán)伏安曲線表征
        4.2.10 酸處理AC-PtNi/G催化劑的催化劑的原位紅外光譜表征
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]掃帚狀氧化鈰制備及其對Pt基陽極催化劑催化性能的影響[J]. 莫逸杰,郭瑞華,安勝利,郭樂樂,張捷宇,周國治.  無機(jī)化學(xué)學(xué)報. 2018(11)
[2]One step NaBH4 reduction of Pt-Ru-Ni catalysts on different types of carbon supports for direct ethanol fuel cells : Synthe sis and characte rization[J]. Napha Sudachom,Chompunuch Warakulwit,Chaiwat Prapainainar,Thongthai Witoon,Paweena Prapainainar.  燃料化學(xué)學(xué)報. 2017(05)
[3]不同pH值對直接乙醇燃料電池Pt-SnO2/C電催化性能的影響[J]. 王旭紅,殷仕龍,馬冠云,阮世棟,紀(jì)網(wǎng)金.  材料導(dǎo)報. 2015(14)



本文編號：3161610