發(fā)布時間：2021-04-10 16:13

　　傳統(tǒng)燃料汽車的使用帶來了能源短缺和環(huán)境污染問題,大力發(fā)展新能源汽車是解決上述問題的有效途徑。現(xiàn)有新能源汽車以鋰離子電池為動力電池,其能量密度和功率密度較低,造成新能源汽車續(xù)航時間短、啟動速度慢等問題。以清潔氫氣為能量來源的燃料電池憑借其高轉(zhuǎn)化效率、高能量密度、高安全性、長時間連續(xù)供電、環(huán)境友好等優(yōu)點受到了人們的廣泛關(guān)注。目前氫氣主要來源于石油化工冶煉過程,但是由石油化工獲得的氫氣含有少量的碳雜質(zhì),容易引起燃料電池鉑基催化劑中毒并失活,導致燃料電池性能急劇降低。電解水是高效、快速制備高純度氫氣的重要手段。然而,電解水過程中析氧反應速率較低是制約高效電化學產(chǎn)氫的關(guān)鍵。以氧化銥為代表的貴金屬基析氧催化劑雖然催化活性較高,但是其儲量較低,且開發(fā)成本較高,限制了電解水池的大規(guī)模應用。而廉價、高效、穩(wěn)定的非貴金屬析氧催化劑對于電解水制備氫氣的規(guī)模化生產(chǎn)至關(guān)重要。在現(xiàn)有非貴金屬催化劑中,以鐵鎳雙金屬為催化活性中心的磷化物、硫化物、氫氧化物展現(xiàn)出了優(yōu)異的析氧動力學活性,其關(guān)鍵在于金屬活性中心優(yōu)異的電子結(jié)構(gòu),可以獲得優(yōu)化的“活性位點-析氧反應過渡態(tài)”結(jié)合能。然而,目前現(xiàn)有鐵鎳基電催化劑的金屬活性位點數(shù)量... 

【文章來源】：河南大學河南省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

電解水池結(jié)構(gòu)示意圖（陰極主要是由H2O分子得到電子（e）被還原成氫氣（H2），陽極由OH離子失去4個電子被氧化成O2）

效催化劑制備策略（通過催化劑活性中心的電子結(jié)構(gòu)調(diào)控，達到優(yōu)化的活性位點結(jié)合能，從而降低反應勢壘，獲得低析氧電位、高電流密度的催化劑）。5 析氧催化劑的研究進展報道的析氧催化劑如下圖所示（圖 1-3，1-4，1-5，1-6），主要包括以其氧化物（圖 1-3）、過渡金屬氧化物、金屬氫氧化物（圖 1-4）、金屬氮鈦礦、金屬硫化物、碳材料（圖 1-6）以及二元或多元金屬氧化物/碳) (b)

圖 1-2. 高效催化劑制備策略（通過催化劑活性中心的電子結(jié)構(gòu)調(diào)控，達到優(yōu)化的活性位點-氧過渡態(tài)結(jié)合能，從而降低反應勢壘，獲得低析氧電位、高電流密度的催化劑）。1.5 析氧催化劑的研究進展目前報道的析氧催化劑如下圖所示（圖 1-3，1-4，1-5，1-6），主要包括以下幾類：貴金屬及其氧化物（圖 1-3）、過渡金屬氧化物、金屬氫氧化物（圖 1-4）、金屬氮化物（圖1-5）、鈣鈦礦、金屬硫化物、碳材料（圖 1-6）以及二元或多元金屬氧化物/碳復合材料。(a) (b)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》實施以來江蘇科技發(fā)展的成效與影響研究[J]. 李隼,朱志凌.  江蘇科技信息. 2015(03)



本文編號：3129942