社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,不可再生能源的持續(xù)消耗,以及隨之而來的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻。因此,在保護(hù)環(huán)境的同時,建立全球可持續(xù)能源系統(tǒng)是解決問題的關(guān)鍵。氫能是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的清潔能源之一,電解水是可持續(xù)制氫的有效途徑。常用的電解水設(shè)備有:堿性電解槽、質(zhì)子交換膜（PEM）電解槽等。然而,不同的電解池對電極材料的要求不同,堿性電解池所用的電解液是強(qiáng)堿性溶液,需要抗堿性的催化劑;而PEM電解池一般在強(qiáng)酸性條件下,需要耐酸腐蝕的催化劑。因此,開發(fā)寬pH值穩(wěn)定的高效水裂解催化劑是有必要的。納米碳材料由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu),能夠耐酸堿腐蝕,可用作寬pH范圍的水裂解催化劑。本論文以納米碳復(fù)合材料為主要研究對象,設(shè)計(jì)合成寬pH值穩(wěn)定、高活性析氫電催化劑,并闡明其結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。本論文的主要研究內(nèi)容如下:一、以廉價的尿素和六水合氯化鈷為原料,在惰性氣氛下高溫煅燒,制備了鈷嵌入的氮摻雜碳納米管（U-CNT）。所得U-CNT在寬pH范圍（0-14）都具有優(yōu)異的催化活性,尤其是中性條件下（pH 7）,電流密度達(dá)到10 mA cm^-2僅需過電勢240mV。另外,海水資源豐富、不需要進(jìn)一步處理... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

以電催化為基礎(chǔ)的可持續(xù)能源景觀示意圖

燃燒產(chǎn)物是水，無污染，是一種理想的能源載體[氫氣主要途徑有：甲烷蒸汽重整、煤的氣化和電解水[4]。其仍需要化石燃料，對環(huán)境造成影響，而電解水的過程無污染術(shù)將在未來能源發(fā)展過程中起到巨大的作用。包括兩個反應(yīng)，陰極析氫反應(yīng)（HER）和陽極氧析出反應(yīng)（OE有效的催化劑加速動力學(xué)反應(yīng)從而提高反應(yīng)效率。因此，選化水裂解技術(shù)的關(guān)鍵。開發(fā)高效率，高性價比和綠色環(huán)保的的發(fā)展至關(guān)重要[1]。解概述術(shù)

第 1 章 緒論應(yīng)時產(chǎn)生法拉第損失。電催化析氫的法拉第效率通過比較實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的 H2的量（氣相色譜法）與理論計(jì)算產(chǎn)生的 H2（通過恒電流產(chǎn)生的電子數(shù)計(jì)算理論產(chǎn)生的氫氣）。通常情況下，理想的電催化析氫催化劑的法拉第效率接近 100%。1.3 不同 pH 條件下的碳基析氫電催化劑納米碳材料具有可調(diào)控的結(jié)構(gòu)，靈活的化學(xué)組成，優(yōu)異的導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，已被廣泛應(yīng)用于電催化析氫反應(yīng)[23-29]。即使如此，與過渡金屬化合物[30-33]相比，催化活性仍有較大的差距。為了進(jìn)一步改善催化劑的活性，將納米碳材料與活性金屬復(fù)合是一種有效的策略。

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]水裂解催化劑的表面結(jié)構(gòu)調(diào)控與性能研究[D]. 馮亮亮.吉林大學(xué) 2016



本文編號：3235119