氫能被認為是目前最清潔的可再生能源,是未來能源體系的重要組成部分,開發(fā)可持續(xù)的制氫技術對未來氫能經(jīng)濟的發(fā)展非常關鍵。電解水制氫技術由于其具有綠色、簡單且可持續(xù)等優(yōu)點受到廣泛的關注和研究。發(fā)展高效的電催化電極以降低電解水制氫中的電能消耗是電解水制氫領域一個非常關鍵且被大量研究的科學問題。增加電催化電極上的活性位點數(shù)量是提高電解水性能、降低能耗的重要策略。與傳統(tǒng)的平面電極相比,三維（3D）塊體電極由于其大的比表面積可以提供更多的活性位點而成為研究熱點。然而,考慮到電解水過程中快速傳質的需求,目前的傳統(tǒng)3D塊體電極僅僅局限于較薄的厚度。厚的3D塊體電極由于傳質速度不足限制了電極內(nèi)表面積的有效利用,并不能相對于薄電極有較大的性能提升。因此,制備一種具有高傳質速度的厚3D電極以充分利用內(nèi)部表面積來有效增加活性位點的數(shù)量,大幅提升電解水性能是迫切需要的,并且這仍然是電解水領域中的一個挑戰(zhàn)。為了解決以上問題,在本文中,我們利用具有多級多孔結構的高導電性3D打印石墨烯/碳納米管三維電極（3DP GC）,通過分別原位生長NiCoP和NiFeP納米催化劑陣列,構建了宏觀-微觀多級多孔的3DP GC/NiC... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 背景
    1.2 電解水反應簡介
        1.2.1 電解水的定義
        1.2.2 電解水的發(fā)展歷史
        1.2.3 HER反應機理
        1.2.4 OER反應機理
    1.3 過渡金屬磷化物催化劑
    1.4 三維(3D)塊體電極
    1.5 3D打印三維碳電極研究進展
        1.5.1 基于擠壓成型的3D打印技術
        1.5.2 3D打印石墨烯電極
    1.6 本論文立題依據(jù)及研究內(nèi)容
        1.6.1 立題依據(jù)
        1.6.2 研究內(nèi)容
    參考文獻
第二章 3D打印石墨烯/碳納米管電極上生長NiCoP催化劑用于堿性條件下的電解水制氫
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗材料與儀器
        2.2.2 3D打印墨水的制備
        2.2.3 3DP GC電極的制備
        2.2.4 3DP GC/NiCoP的制備
        2.2.5 表征
        2.2.6 電化學測試
    2.3 結果與討論
        2.3.1 石墨烯/碳納米管墨水的流變學性能表征
        2.3.2 3DP GC電極的形貌表征
        2.3.3 3DP GC/NiCoP電極的形貌和材料組成表征
        2.3.4 3DP GC/NiCoP電極的比表面積
        2.3.5 3DP GC電極、Bulk GC電極和3DP GC"電極的形貌對比分析
        2.3.6 3DP GC/NiCoP電極的電化學性能測試
    2.4 本章小結
    參考文獻
第三章 3D打印石墨烯/碳納米管電極上生長NiFeP催化劑用于雙功能的電解水
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗材料與儀器
        3.2.2 3D打印墨水的制備
        3.2.3 3DP GC電極的制備
        3.2.4 3DP GC/NiFeP電催化電極的制備
        3.2.5 表征
        3.2.6 電化學測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 石墨烯/碳納米管墨水的流變學性能表征
        3.3.2 3DP GC/NiFeP電極的形貌和材料組成表征
        3.3.3 3DP GC/NiFeP電極的比表面積
        3.3.4 3DP GC/NiFeP電極的電化學測試
    3.4 本章小結
    參考文獻
第四章 3D打印三維多級多孔結構的石墨烯/碳納米管電極用于高效的電解水
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗材料與儀器
        4.2.2 3D打印墨水的制備
        4.2.3 6層、12層、18層和24層3DP GC電極的制備
        4.2.4 6層、12層、18層和24層3DP GC/NiFeP電極的制備
        4.2.5 電化學測試
    4.3 結果與討論
        4.3.1 不同厚度的3DP GC電極
        4.3.2 3DP GC/NiFeP電極、CP/NiFeP電極和Bulk GC/NiFeP電極的掃描電鏡表征
        4.3.3 3DP GC/NiFeP-6L電極的電化學測試
        4.3.4 不同層數(shù)的3DP GC/NiFeP電極的電化學測試
        4.3.5 3DP GC/NiFeP-24L電極的電化學測試
    4.4 本章小結
    參考文獻
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
攻讀學位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文
致謝



本文編號：3666469