燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵在于其氧還原動力學(xué)的快慢。而陰極氧還原反應(yīng)的動力學(xué)緩慢,則會嚴(yán)重?fù)p耗電池能量,造成能量利用效率低、電池電壓小等問題�，F(xiàn)存商業(yè)Pt/C催化劑雖然有很好的氧還原活性,但使用Pt貴金屬的會增加燃料電池商業(yè)化的成本,同時(shí)Pt/C催化劑的穩(wěn)定性較差。因此制備出催化活性高、成本低以及使用壽命長的催化劑有著重大意義。本文采用生物質(zhì)碳材料,在管式爐中持續(xù)的通入N₂保護(hù),保持碳化時(shí)間、退火工藝不變的情況下,具體研究了碳化溫度對氮摻雜生物質(zhì)碳材料氧還原催化活性的影響。其次,通過改進(jìn)后的Hummer法制備出氧化石墨烯材料,利用水合肼對其進(jìn)行還原處理,并在還原氧化石墨烯上負(fù)載金屬氧化物,通過微波等離子化學(xué)氣相沉積（MPCVD）裝置,對材料進(jìn)行等離子改性與摻雜處理。通過TEM、XRD表征以及電化學(xué)性能分析,研究了等離子體處理對于碳材料負(fù)載金屬的氧還原性能的影響。在管式爐高溫碳化氮摻雜生物質(zhì)材料的實(shí)驗(yàn)中,具體討論了碳化溫度對氮摻雜生物質(zhì)碳材料氧還原活性的影響。結(jié)果表明:氮摻雜生物質(zhì)的碳化處理溫度900℃較為適宜,碳化溫度過低不能形成疏松多孔的結(jié)構(gòu),碳化溫度適宜,生物... 

【文章來源】：武漢工程大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

雞毛經(jīng)碳化處理后SEM圖

22圖 3-2 雞毛不同時(shí)間碳化處理后 CV 圖：(a) 500 ℃ 2h碳化材料；(b) 700 ℃2h 碳化材料；(c) 800 ℃ 2h碳化材料；(d) 900 ℃ 2h碳化材料；(e) 1000 ℃ 2h碳化材料圖 3-2 中可以發(fā)現(xiàn)，a、b、c、d、e 五種催化劑在 N2飽和氫氧化鉀溶液中均沒有出現(xiàn)明顯的氧還原特征峰，說明其在 N2飽和狀態(tài)下很穩(wěn)定，且多圈 CV 掃描曲線后，CV 曲線穩(wěn)定性好，未產(chǎn)生還原電

圖 3-3 不同碳化溫度碳化材料催化劑在 O2飽和的氫氧化鉀溶液中的 CV 圖(a)500 ℃ 2h碳化材料；(b) 700 ℃ 2h碳化材料；(c) 800 ℃ 2h碳化材料；(d) 900 ℃2h 碳化材料；(e) 1000 ℃ 2h碳化材料進(jìn)一步對這不同碳化溫度處理氮摻雜生物質(zhì)碳材料催化劑使用旋轉(zhuǎn)圓盤電極（RDE）的方法測試其 ORR 性能，并根據(jù) K-L 方程計(jì)算出不同碳化溫度處理氮摻雜生物質(zhì)碳材料催化劑的氧還原的電子轉(zhuǎn)移數(shù)。電子轉(zhuǎn)移數(shù)計(jì)算方法為：將在不同轉(zhuǎn)速下測出的 LSV 曲線數(shù)據(jù)代入 K-L 方程公式中可以計(jì)算出材料的電子轉(zhuǎn)移數(shù)。


本文編號：2964492