氫能所具有的清潔、高能量密度特點(diǎn),使其成為一種未來的理想能源。相較于石油、天然氣等的熱解制氫技術(shù),利用可再生清潔能源進(jìn)行電催化分解水制氫具有高效和清潔無污染的特點(diǎn),且獲得氫氣產(chǎn)物純度高,具備大規(guī)模發(fā)展的潛力。而在大規(guī)模水電解過程中,電催化劑是不可或缺的元素之一。它能有效地加速電解水在陰陽(yáng)兩極反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程。傳統(tǒng)的貴金屬基催化劑具有良好的電催化析氫、析氧活性,但成本高昂、儲(chǔ)量稀缺,從而限制了其規(guī)�；赝茝V及應(yīng)用。開發(fā)新型高效廉價(jià)的非貴金屬基電催化劑已成為時(shí)下研究熱點(diǎn)。中空碳基納米材料集成了中空材料和碳基材料的優(yōu)勢(shì),作為電催化劑,在電解水方面有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。本文總結(jié)了近年來微納米結(jié)構(gòu)碳基中空材料作為新型電解水催化劑的研究進(jìn)展,介紹了高效碳基中空析氧/析氫催化劑的設(shè)計(jì)原則和相應(yīng)的設(shè)計(jì)策略,并對(duì)開發(fā)持久高效的中空碳基電解水催化劑進(jìn)行了總結(jié)和展望。 

【文章來源】：化工學(xué)報(bào). 2020,71(06)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：15 頁(yè)

【部分圖文】：

高結(jié)晶Ni摻雜FeP/C中空納米棒的合成示意圖（a),NFP/C-3中空納米棒的X射線衍射（XRD）譜圖（b），以及TEM(c）和EDX元素分布圖（d),0.5 mol/L硫酸下測(cè)試的FeP/C,NFP/C-1,NFP/C-2和NFP/C-3的極化曲線（e），對(duì)應(yīng)的Tafel曲線（f）和非法拉第電流區(qū)間（0.2～0.3 V）下電流與掃描速度的關(guān)系圖（g)[68]

近年來人們?cè)谶@方面也做了大量的工作和研究，根據(jù)中空碳基催化劑的功能和調(diào)控策略，本文對(duì)四類碳基中空材料（圖1）的相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)和評(píng)述，并在此基礎(chǔ)上對(duì)如何開發(fā)高效、穩(wěn)定、廉價(jià)、環(huán)保的電解水催化劑進(jìn)行了展望。1 電解水反應(yīng)及中空電催化劑材料設(shè)計(jì)原則

圖3 單層碳包覆鐵納米粒子（SCEINs）在SWNTs中分布的透射電鏡照片（a),SCEINs/SWNTs的高倍率透射電鏡照片（插圖為Fe顆粒的（110）晶面）（b），裝飾在SWNTs側(cè)壁上的SCEINs的高倍率透射電鏡照片（插圖為生長(zhǎng)的單壁碳納米管中的Fe納米顆粒）（c),SCEIN/SWNT的高倍率透射電鏡的簡(jiǎn)化示意圖以及在SCEINs上發(fā)生HER過程的示意圖（d),SWNT,SCEIN/SWNT和Pt/C的HER極化曲線（e）和相應(yīng)的Tafel曲線（f)[53]3.3 混合型碳基中空復(fù)合催化劑

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Adsorption-energy-based activity descriptors for electrocatalysts in energy storage applications[J]. Youwei Wang,Wujie Qiu,Erhong Song,Feng Gu,Zhihui Zheng,Xiaolin Zhao,Yingqin Zhao,Jianjun Liu,Wenqing Zhang.  National Science Review. 2018(03)
[2]水電解制氫非貴金屬催化劑的研究進(jìn)展[J]. 常進(jìn)法,肖瑤,羅兆艷,葛君杰,劉長(zhǎng)鵬,邢巍.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]氮摻雜碳納米管的制備及其電化學(xué)性能[J]. 李莉香,劉永長(zhǎng),耿新,安百剛.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)



本文編號(hào)：2992583