發(fā)布時(shí)間：2021-04-18 12:24

　　隨著能源需求的不斷增加以及環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻,大規(guī)模電解水制備氫能備受期待。目前,Pt基材料仍然是催化制氫的最優(yōu)催化劑,然而高昂的成本以及有限的地球儲(chǔ)量極大地限制了其廣泛應(yīng)用。因此,研發(fā)出具備高效、廉價(jià)的非貴金屬基析氫催化劑是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)大規(guī)模電解水制氫實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵。相較于粉體催化劑,自支撐催化劑在應(yīng)用時(shí)無需復(fù)雜的成膜工藝,也不需要使用導(dǎo)電聚合物粘結(jié)劑。同時(shí),自支撐催化劑具有更大的比表面積,更快的電解質(zhì)擴(kuò)散和氣體釋放速率,以及較高的穩(wěn)定性等優(yōu)勢,更重要的是,可以根據(jù)不同的需求來構(gòu)筑具備多級(jí)結(jié)構(gòu)的新型催化劑。鑒于此,本論文的工作主要集中于對(duì)鎳基硫?qū)倩衔镒灾未呋瘎╇姌O的構(gòu)筑及表征,并系統(tǒng)地探討了所構(gòu)筑電極的電催化析氫性能。論文圍繞自支撐電極的構(gòu)筑、結(jié)構(gòu)的調(diào)控及表征、適用電解液的pH范圍以及催化性能四個(gè)方面來對(duì)過渡金屬鎳基硫?qū)僮灾坞姌O的電解水析氫展開了相關(guān)的研究,具體研究內(nèi)容如下:（1）通過低溫一步硫化泡沫鎳的方法成功制備了多相硫化鎳/鎳泡沫（m-NiS_x/NF）自支撐電極,并詳細(xì)探討了硫粉用量對(duì)其表觀形貌、結(jié)構(gòu)組成以及電催化性能的影響。研究結(jié)果表明,當(dāng)反應(yīng)硫粉的... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

氫能源為載體的可再生能源系統(tǒng)總體概念[2]

華 中 科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論 文違背了我們使用氫能的初衷：減少空氣污染和阻止全球變暖。電解水制氫技好可以滿足我們的要求[4]。一方面它的原料是一種豐富的可再生氫源（水），面，其另一產(chǎn)物氧氣也是一種我們不可或缺的氣體資源，而且在大氣中廣泛對(duì)環(huán)境無害。到目前為止，鉑基材料在電解水析氫領(lǐng)域仍然擁有著最為優(yōu)異能，但是貴金屬基催化劑不僅成本過于高昂，而且在地球上的儲(chǔ)量也十分有以大規(guī)模的應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)化產(chǎn)氫[5]。因此，研發(fā)高效的非貴金屬（由地球上富的元素組成）電催化劑對(duì)電解水制氫的大規(guī)模普及應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)，也是當(dāng)下眾多科研者們的研究熱點(diǎn)。

華 中 科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論 文步驟 1：H3O++*+ e-→ H* + H2O （Volmer 反應(yīng)）步驟 2：2H* → H2（Tafel 反應(yīng)）或步驟 2’：H3O++ H* + e-→ H2+ H2O（Heyrovsky 反應(yīng)）其中，*表示的是催化劑的表面，H*表示的是吸附在催化劑表面的 H 中間體。


本文編號(hào)：3145469