當(dāng)今世界,能源危機和環(huán)境污染問題日益嚴重,對現(xiàn)有化石能源進行高效清潔利用或開發(fā)新型可再生能源是解決以上問題的有效途徑。本文針對氫氧(H2-O2)燃料電池陰極催化劑以及鈣鈦礦太陽能電池光吸收材料領(lǐng)域存在的關(guān)鍵科學(xué)問題進行了以下兩個方面的研究。燃料電池(Fuel Cells, FCs)是一種將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置,具有能源利用效率高、清潔環(huán)保、攜帶方便等優(yōu)點,已被實際應(yīng)用于多個領(lǐng)域。但是由于其陰極氧還原反應(yīng)(Oxygen Reduction Reaction, ORR)所使用的電催化劑(貴金屬鉑,Pt)價格昂貴,FCs的商業(yè)化進程受到嚴重影響。開發(fā)非鉑ORR電催化材料是解決這一瓶頸問題的重要途徑。二維碳材料,尤其是摻氮石墨烯,具有比表面積大、電子傳導(dǎo)能力強、熱穩(wěn)定性好、機械強度高等優(yōu)點,被認為是有希望替代Pt的ORR陰極電催化材料。目前已報道的摻氮石墨烯在堿性介質(zhì)中具有優(yōu)良的ORR催化活性,但其在酸性介質(zhì)中的ORR催化活性較差。針對這一問題,本文采用尿素作氮源,通過調(diào)控氧化石墨烯和尿素的熱解溫度,制備了一系列摻氮石墨烯,將其應(yīng)用于ORR并進行了一系列結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)性能研...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 燃料電池
        1.1.1 燃料電池的定義
        1.1.2 燃料電池的結(jié)構(gòu)及工作原理
        1.1.3 燃料電池的陰極氧還原反應(yīng)機理
        1.1.4 氧還原反應(yīng)催化劑的研究現(xiàn)狀
        1.1.5 摻氮石墨烯的制備方法
    1.2 鈣鈦礦太陽能電池
        1.2.1 鈣鈦礦太陽能電池簡介
        1.2.2 鈣鈦礦太陽能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理
        1.2.3 鈣鈦礦太陽能電池的各功能層簡介
        1.2.4 少鉛、無鉛鈣鈦礦太陽能電池的研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文的選題依據(jù)、研究內(nèi)容及意義
        1.3.1 選題依據(jù)
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 研究意義
2 實驗部分
    2.1 儀器設(shè)備及化學(xué)試劑
        2.1.1 儀器設(shè)備
        2.1.2 化學(xué)試劑
    2.2 表征測試方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡測試
        2.2.2 透射電子顯微鏡測試
        2.2.3 能量色散X-射線測試
        2.2.4 X-射線衍射測試
        2.2.5 X-射線光電子能譜測試
        2.2.6 紫外-可見吸收光譜測試
        2.2.7 拉曼光譜測試
        2.2.8 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜測試
        2.2.9 比表面積測試
        2.2.10 循環(huán)伏安曲線測試
        2.2.11 線性掃描伏安曲線測試
        2.2.12 電流-時間曲線測試
        2.2.13 電流密度-電壓曲線測試
3 摻氮石墨烯的制備及其氧還原催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗內(nèi)容
        3.2.1 摻氮石墨烯的制備
        3.2.2 電化學(xué)測試及相應(yīng)樣品的準備
    3.3 結(jié)果分析
        3.3.1 金屬元素含量分析
        3.3.2 形貌結(jié)構(gòu)分析
        3.3.3 缺陷度分析
        3.3.4 N1s形態(tài)分析
        3.3.5 堿性介質(zhì)中氧還原催化性能研究
        3.3.6 酸性介質(zhì)中氧還原催化性能研究
        3.3.7 堿性、酸性介質(zhì)中氧還原催化性能對比研究
    3.4 本章小結(jié)
4 少鉛鈣鈦礦CH₃NH₃Sr_xPb₍(1-x))I₃的制備及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 CH₃NH₃Sr_xPb₍(1-x))I₃的制備
        4.2.2 少鉛鈣鈦礦太陽能電池的組裝
        4.2.3 表征樣品的準備
    4.3 結(jié)果分析
        4.3.1 CH₃NH₃Sr_xPb₍(1-x))I₃薄膜的元素分析
        4.3.2 CH₃NH₃Sr_xPb₍(1-x))I₃薄膜的形貌結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 CH₃NH₃Sr_xPb₍(1-x))I₃薄膜的晶型分析
        4.3.4 CH₃NH₃Sr_xPb₍(1-x))I₃薄膜的光譜吸收和帶隙變化分析
        4.3.5 CH₃NH₃Sr_xPb₍(1-x))I₃鈣鈦礦太陽能電池的光電性能分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3750933