發(fā)布時間：2023-04-06 21:07

　　質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)具有清潔、高效、噪音低、工作溫度低等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于汽車、無人機、移動便攜設(shè)備等眾多領(lǐng)域;且已有實體工業(yè)應(yīng)用。但仍面臨制備成本高和運行壽命短兩個致命問題,其中,鉑基催化劑的成本占了PEMFC成本的一半左右。因此,研發(fā)低成本、高性能的非貴金屬催化劑成為PEMFC研究重點。本文在Fe N-Z₈催化劑的基礎(chǔ)上,制備Fe N-Z₈與碳材料復(fù)合的氧還原復(fù)合催化劑,以及具有Z₈@Z₆₇核殼結(jié)構(gòu)材料的Fe N-Z₈@Z₆₇催化劑。考察碳材料種類、引入方式及含量,鐵源種類及含量,后處理等因素對催化劑氧還原性能及結(jié)構(gòu)的影響。以XC-72R、BP-2000、ACET、GO等碳載體與Fe N-Z₈前驅(qū)體制備復(fù)合催化劑。以球磨法引入GO碳材料,且前驅(qū)體中Fe N-Z₈與GO質(zhì)量比為10:1時,所制備的Fe N-Z₈/r GO-10:1復(fù)合催化劑具有最佳的ORR活性;適量的GO可有效...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 燃料電池簡介
        1.2.1 燃料電池發(fā)展歷史和分類
        1.2.2 PEMFC簡介
        1.2.3 PEMFC陰極氧還原反應(yīng)機理
    1.3 PEMFC陰極催化劑的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 貴金屬催化劑
        1.3.2 非金屬催化劑
        1.3.3 非貴金屬催化劑
    1.4 研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗試劑及主要儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 主要使用儀器
    2.2 催化劑的制備
        2.2.1 催化劑材料前體的制備
        2.2.2 催化劑的制備
    2.3 催化劑的電化學性能表征
        2.3.1 漿液的配置
        2.3.2 工作電極的制備
        2.3.3 電化學性能測試
    2.4 催化劑的物性表征
        2.4.1 比表面和孔徑分布(BET)
        2.4.2 X-射線粉末衍射(XRD)
        2.4.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.4.4 X射線光電子能譜(XPS)
        2.4.5 掃描電子顯微鏡(SEM)
第三章 FeN-Z₈/GO復(fù)合材料催化劑
    3.1 引言
    3.2 碳載體的引入對復(fù)合催化劑的影響
        3.2.1 碳載體對FeN-Z₈/C復(fù)合催化劑的影響
        3.2.2 GO引入對催化劑的影響
    3.3 GO引入方式及含量對復(fù)合催化劑的影響
        3.3.1 GO引入方法對FeN-Z₈/rGO復(fù)合催化劑的影響
        3.3.2 GO含量對FeN-Z₈/r GO復(fù)合催化劑的影響
    3.4 小結(jié)
第四章 二次摻鐵復(fù)合催化劑
    4.1 引言
    4.2 鐵源對二次摻鐵復(fù)合催化劑性能的影響
    4.3 鐵含量對二次摻鐵復(fù)合催化劑性能的影響
    4.4 后處理對二次摻鐵復(fù)合催化劑活性與穩(wěn)定性的影響
    4.5 小結(jié)
第五章 Z₈@Z₆₇核殼材料
    5.1 引言
    5.2 不同載體制備的催化劑
        5.2.1 Z₈、Z₆₇及Z₈@Z₆₇前驅(qū)體
        5.2.2 FeN-Z₈、FeN-Z₆₇、FeN-Z₈@Z₆₇催化劑的ORR性能
    5.3 碳化溫度對FeN-Z₈@Z₆₇催化劑影響
    5.4 不同F(xiàn)e源對FeN-Z₈@Z₆₇催化劑的影響
    5.5 Fe含量對FeN-Z₈@Z₆₇催化劑的影響
    5.6 小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 問題與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間主要研究成果



本文編號：3784418