近年來,因傳統(tǒng)化石能源的過度消耗,很多國家都積極采取措施以應(yīng)對其帶來的諸多環(huán)境問題。燃料電池作為一種高能量密度的清潔動力能源,受到了全球科研單位的高度重視,但較高的成本一直是阻礙其商業(yè)化的主要障礙。在生產(chǎn)臺數(shù)以十萬記時,催化劑是占用整個燃料電池體系總成本最多的部分,因此使用低成本的催化劑取代傳統(tǒng)貴金屬催化劑對于其商業(yè)化道路具有十分重要的意義。過渡金屬-氮-碳材料因具有不俗的氧還原催化活性及穩(wěn)定性,被認(rèn)為是當(dāng)前最有潛力取代貴金屬催化劑的低成本材料。但是其催化活性,尤其是在酸性條件下的催化活性仍需要進(jìn)一步提高才能滿足商業(yè)化要求。對此,本文提出了兩種利用模板法制備出的等級孔結(jié)構(gòu)鈷-氮-碳催化劑。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）在以P123作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的水溶液體系下,制備出不同Co/Zn比例的雙金屬有機(jī)框架材料且該材料均有著很高的結(jié)晶度,碳化后得到的催化劑均具有較大的比表面積及微孔-介孔復(fù)合的等級孔結(jié)構(gòu)。在前驅(qū)體的選擇當(dāng)中,Co（NO₃）₂·6H₂O和Zn（NO₃）₂·6H

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

常見的五種新型電池（Zn-MnO2、Li-MnO2、Ni-MH、Li-ion和Zn-air電池）與H2-O2燃料電池的理論比能量、實際比能量以及標(biāo)稱電壓

還是電池內(nèi)部反應(yīng)氣體以及反應(yīng)產(chǎn)物（水）的傳輸通道。與此同時氣體擴(kuò)散層與質(zhì)子交換膜連接緊密，有助于電化學(xué)反應(yīng)的快速進(jìn)行。由于單個質(zhì)子交換膜燃料電池輸出的功率較低，所以通常情況下會將雙極板與膜電極組件重復(fù)交替組合使多個單個電池串聯(lián)形成質(zhì)子交換膜燃料電池組以成倍提高輸出的功率達(dá)到實際應(yīng)用的目的。

圖 1.3 鋅空電池的結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 1.3 Sketch of Zn-air battery.電池在放電時空氣電極作為陰極，氧氣沿著其表面逐漸擴(kuò)散化劑的催化下進(jìn)行 ORR 反應(yīng)。對于可充電的二次鋅空電池，作為陽極，在其表面催化進(jìn)行析氧反應(yīng)（Oxygen Evolution化學(xué)反應(yīng)速度較低將會導(dǎo)致鋅空電池放電電流密度也較低，放電的電流密度，一方面需要提高空氣電極的擴(kuò)散能力，另一氣三相界面上的化學(xué)反應(yīng)速度。鋅空電池通常選用催化活性較劑以提高固-液-氣三相界面上的化學(xué)反應(yīng)速度。在選用催化劑 個條件：同時具有著優(yōu)異的 ORR 和以及 OER 催化活性；較高的導(dǎo)電性；比表面積大的多孔結(jié)構(gòu)；較好的穩(wěn)定性；


本文編號：2971025