固體聚合物水電解制氫技術在可再生能源利用和氫能經(jīng)濟發(fā)展中占有極其重要的地位,催化劑是實現(xiàn)高效能源轉化的關鍵。由于聚合物水電解體系的強酸腐蝕性和高氧化電位,其實際應用的催化劑仍以Pt和Ir基催化劑為主。貴金屬材料儲量有限,價格昂貴,電催化劑成本很高,極大限制了聚合物水電解技術的發(fā)展。聚合物水電解催化劑的研究主要集中在降低貴金屬用量、提高貴金屬利用率和延長催化劑使用壽命等方面。此外,尋找廉價的替代材料,開發(fā)非貴金屬析氫、析氧電催化劑也是研究的重要內(nèi)容和發(fā)展方向。通過深入認識催化作用機理,結合快速發(fā)展的模擬、計算技術,設計制備新型高性能析氫、析氧電催化劑具有重要應用價值。本文總結了當前聚合物水電解體系析氫、析氧催化原理的發(fā)展,介紹了新型析氫、析氧催化劑的制備技術和性能研究及雙效催化劑的發(fā)展,并對提高催化性能的措施做了簡單總結和建議,希望對聚合物水電解體系催化劑的進一步研究和發(fā)展有積極意義。

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【部分圖文】：

圖3催化劑表面HER機理:Volmer-Heyrovsky機理Fig．3HERmechanismoncatalystsurface:Volmer-

康偉等:新型析氫析氧電化學催化劑在固體聚合物水電解體系的應用綜述與評論化學進展，2020，32(12):1952～1977·1955·S-H-H++e－→S+H2(g)(10)圖3催化劑表面HER機理:Volmer-Heyrovsky機理Fig．3HERmechanismonca....

圖5催化劑活性火山形曲線:(a)析氫催化劑火山形曲線;(b)析氧催化劑火山形曲線Fig．5Thevolcanoshapecurveofcatalystactivities:(a)Theactivitiesofhydrogenevolutioncatalyst;(b)Theactivitiesofoxygen

?68，71～90］。新型膜電極制備技術利用狹縫涂布制備膜電極，具有比噴涂、轉印法更好的水電解性能，且不使用單獨的分隔膜，減少了歐姆電阻［91～93］。催化劑是膜電極的關鍵材料，對膜電極性能和穩(wěn)定性有決定性影響。因此，為了降低極化過電位、電解電壓和能耗，需要制備高活性、低過電位、....

圖8催化劑合成步驟和物理表征;(a)催化劑合成步驟;(b)浸漬酸洗后生成竹節(jié)-節(jié)點狀石墨碳納米管(GT)及封閉合金NPsSEM圖;(c)GT封閉的合金NPs結構TEM圖和GT內(nèi)部合金的HRTEM圖;(d)GT封閉的合金NP斷面TEM圖;(e)HRTEM圖證明Fe3Co7和Cu在GT內(nèi)部存在;(f)線掃HAADF-STEM圖和斷面組成圖;(g)斷面HAADF圖和元素面掃圖;(h)(i)Pt-GT-1催化劑TEM圖;(

康偉等:新型析氫析氧電化學催化劑在固體聚合物水電解體系的應用綜述與評論化學進展，2020，32(12):1952～1977·1959·圖8催化劑合成步驟和物理表征;(a)催化劑合成步驟;(b)浸漬酸洗后生成竹節(jié)-節(jié)點狀石墨碳納米管(GT)及封閉合金NPsSEM圖;(c)GT封閉的....

圖2催化劑表面HER機理:Volmer-Tafel機理Fig．2HERmechanismoncatalystsurface:Volmer-Tafel

?［56-60］。在酸性介質中，質子首先在活性位上吸附，通過放電過程實現(xiàn)電子轉移［45］。放電后，質子和其他放電質子結合產(chǎn)生分子態(tài)的氫或者吸附另一個質子，在析氫之前，進一步電化學放電。因此，HER過程有2個典型的反應機理，即Tafel機理和Volmer-Heyrovsky機理，其....

本文編號：3891670