鋅-空電池具有比能量高、資源豐富、安全性好和綠色無污染等優(yōu)點,是未來最有前景的能源之一。其中空氣電極的電催化劑是制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素,其要求電催化劑具有高效的氧還原反應(yīng)和析氧反應(yīng)催化活性的雙功能催化劑。本文利用水熱反應(yīng),通過調(diào)節(jié)不同原料的比例合成了不同結(jié)構(gòu)的磷酸錳電催化劑。對制備的電催化劑進(jìn)行了XRD、TEM、SEM、Raman、XPS等物理表征,探究不同Mn:P比例對其催化劑結(jié)構(gòu)、形貌的影響。隨著Mn:P比例的增加,其X射線衍射譜圖中的衍射峰越加明顯,即結(jié)晶度在增加,其形貌的均一性也在增加。相比于制備的MnPO_（3:2）催化劑,Mn:P比為1:1制備的MnPO_（1:1）催化劑的片狀結(jié)構(gòu)相對較薄,更容易活性位點在其分布,更有利于反應(yīng)的發(fā)生;在三電極體系的堿性條件中測試了磷酸錳的催化性能,制備的MnPO_（1:1）催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的ORR和OER性能,其轉(zhuǎn)移電子數(shù)、循環(huán)伏安面積比和Tafel斜率分別解釋了其擁有優(yōu)異的催化性能。將磷酸錳電催化劑應(yīng)用于鋅-空電池中,制備的MnPO_（1:1）催化劑具有優(yōu)異的充放...

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【學(xué)位級別】：碩士

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圖1-1鋅空氣電池的基本原理圖

圖1-1鋅空氣電池的基本原理圖示了鋅空電池的基本原理。鋅空電池由負(fù)極鋅電極、及堿性電解液組成。鋅空電池在放電時，鋅會發(fā)生氧化子（即Zn(OH)42-）[3,4]。此過程會持續(xù)進(jìn)行，直到它們

圖1-2用于電化運(yùn)輸系統(tǒng)的Zn-ZnO循環(huán)的示意圖

圖1-2用于電化運(yùn)輸系統(tǒng)的Zn-ZnO循環(huán)的示意圖這些初步數(shù)據(jù)，似乎由機(jī)械可充電鋅-空氣電池供電的電動汽車能能、安全性和快速充電等方面與傳統(tǒng)汽車競爭。然而，基于鋅空氣商業(yè)成功依賴于另外兩個系統(tǒng)的建立：公共充電站以補(bǔ)充負(fù)極材料

圖1-3DFY計算預(yù)測各種金屬催化氧化還原反應(yīng)圖

圖1-3DFY計算預(yù)測各種金屬催化氧化還原反應(yīng)圖反應(yīng)中催化劑活性最高的為Pt及Pt合金等貴金及Norskov等[16,17]通過引用一種密度泛函理論（進(jìn)而推出ORR表面中間體吸附能的電極電位的

圖1-4雙功能催化劑的制備流程

碳材料自身具有良好的導(dǎo)電性，可以作為非貴金屬催化劑的摻雜材料來提高電催化活性。近年來，碳材料催化劑已被廣泛研究[19,20]。GuoD等通過使用新設(shè)計的石墨（高定向熱解石墨）模型催化劑來定性O(shè)RR活性位點，從而提高催化劑的ORR催化性能[21]。直接利用碳材料作為O....

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