固體聚合物水電解制氫技術(shù)在可再生能源利用和氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有極其重要的地位,催化劑是實(shí)現(xiàn)高效能源轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。由于聚合物水電解體系的強(qiáng)酸腐蝕性和高氧化電位,其實(shí)際應(yīng)用的催化劑仍以Pt和Ir基催化劑為主。貴金屬材料儲(chǔ)量有限,價(jià)格昂貴,電催化劑成本很高,極大限制了聚合物水電解技術(shù)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(zhǎng)催化劑使用壽命等方面。此外,尋找廉價(jià)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(rèn)識(shí)催化作用機(jī)理,結(jié)合快速發(fā)展的模擬、計(jì)算技術(shù),設(shè)計(jì)制備新型高性能析氫、析氧電催化劑具有重要應(yīng)用價(jià)值。本文總結(jié)了當(dāng)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(shù)和性能研究及雙效催化劑的發(fā)展,并對(duì)提高催化性能的措施做了簡(jiǎn)單總結(jié)和建議,希望對(duì)聚合物水電解體系催化劑的進(jìn)一步研究和發(fā)展有積極意義。

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圖3催化劑表面HER機(jī)理:Volmer-Heyrovsky機(jī)理Fig．3HERmechanismoncatalystsurface:Volmer-

康偉等:新型析氫析氧電化學(xué)催化劑在固體聚合物水電解體系的應(yīng)用綜述與評(píng)論化學(xué)進(jìn)展，2020，32(12):1952～1977·1955·S-H-H++e－→S+H2(g)(10)圖3催化劑表面HER機(jī)理:Volmer-Heyrovsky機(jī)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(shù)利用狹縫涂布制備膜電極，具有比噴涂、轉(zhuǎn)印法更好的水電解性能，且不使用單獨(dú)的分隔膜，減少了歐姆電阻［91～93］。催化劑是膜電極的關(guān)鍵材料，對(duì)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(diǎn)狀石墨碳納米管(GT)及封閉合金NPsSEM圖;(c)GT封閉的合金NPs結(jié)構(gòu)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(xué)催化劑在固體聚合物水電解體系的應(yīng)用綜述與評(píng)論化學(xué)進(jìn)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(diǎn)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(jī)理:Volmer-Tafel機(jī)理Fig．2HERmechanismoncatalystsurface:Volmer-Tafel

?［56-60］。在酸性介質(zhì)中，質(zhì)子首先在活性位上吸附，通過放電過程實(shí)現(xiàn)電子轉(zhuǎn)移［45］。放電后，質(zhì)子和其他放電質(zhì)子結(jié)合產(chǎn)生分子態(tài)的氫或者吸附另一個(gè)質(zhì)子，在析氫之前，進(jìn)一步電化學(xué)放電。因此，HER過程有2個(gè)典型的反應(yīng)機(jī)理，即Tafel機(jī)理和Volmer-Heyrovsky機(jī)理，其....

本文編號(hào)：3891670