氫能,是一種易被高效利用、最清潔的可替代能源。目前,電解水制氫由于原料豐富、產物純凈、生產效益好等優(yōu)點而備受矚目。電解水制氫可分為兩個半反應,即陰極氫氣析出反應（hydrogen evolution reaction,HER）和陽極氧氣析出反應（oxygen evolution reaction,OER）,從而得到氫能。而電解水過程必須克服一定的活化能勢壘（即過電位）,通常需要電催化劑的幫助來降低過電位。Pt、RuO₂和IrO₂等都是十分理想的電極材料,但由于豐度低、價格昂貴在很大程度上限制了它們的應用。在廉價金屬中,鈷受到了廣泛研究,其中,鈷基過渡金屬硫族化合物(Co₄S₃、Co_0.85Se和Co₃O₄)具有制備簡單可控、含量豐富和電解水性能優(yōu)異等優(yōu)點。但由于這些電催化劑多數以粉體狀態(tài)存在,使得其在電催化水解過程中易發(fā)生囤聚沉降,導致電催化水解性能和穩(wěn)定性降低。本論文采用原位硫（硒）化或外加鈷源沉積氧化物策略,在泡沫鈷基材上制備鈷基... 

【文章來源】：湖南理工學院湖南省

【文章頁數】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

電解水制氫示意圖

過渡金屬（Pt、Ir、Ru、Fe、Co、Ni 等）及其化合物廣泛研究[13-15]。其中貴金屬 Pt 類材料在 HER 電極催催化性能，在同等密度電流條件下，與同類 HER 催化和最小的塔菲爾斜率，因此以 Pt 類材料作為陰極催化實際應用中 Pt 和 C 復合電極催化劑材料已被商業(yè)化釕的氧化物在 OER 電催化過程中與同類催化劑相比，能和良好的穩(wěn)定性，被認為是理想的陽極催化劑。但上貴金屬 Pt、Ir 和 Ru 催化劑由于其稀缺性和高成本性等上還有一定的阻礙，而與大規(guī)模實現(xiàn)產氫這一目標還尚示，為貴金屬 Pt、Ir 和 Ru 與其他過渡金屬在地殼中的含化分解水領域中，貴金屬催化劑含量稀少，而 Fe、Co富一些，因此研發(fā)制備以 Fe、Co、Ni 等過渡金屬作為電、高催化活性的非貴金屬催化劑，對提高電解水制氫的用成本等顯得尤為重要。

1-3 HER 中電流密度對應于各種材料表面氫吸附自由能的關系[化劑陰極 HER 催化劑，陽極 OER 催化劑要更復雜、更具挑件下，稀薄的質子使 HER 動力學變得相對緩慢，從而導直接取決于陽極 OER 反應，而陽極 OER 過程通過氫氧根供質子。另一方面，OER 涉及一個四電子傳遞機制(4e-是一個復雜而緩慢的過程，在更大程度上影響電解池的整金屬氧化物（IrO2/RuO2）在 OER 中扮演著非常重要的角高和稀有性阻礙了其在工業(yè)實際中的大規(guī)模應用[21]。幸氧化物、硫化物、硒化物等 OER 催化劑已經有了很多相好的催化性能[22-24]。2015 年，Gupta, Asha 等采用固態(tài)物了 Al 摻雜 LiNiO2復合材料，即 LiNi1-xAlxO2，在 1 M KO果表明當 x =0.2 時 LiNi1-xAlxO2催化劑表現(xiàn)出最好 OER 化劑相比LiNi1-xAlxO2也表現(xiàn)很好的穩(wěn)定性[25]。2018年，W


本文編號：3007980