發(fā)布時(shí)間：2021-08-07 12:22

　　目前,人類正面臨著能源短缺與環(huán)境污染的嚴(yán)峻問題,因此開發(fā)清潔能源勢(shì)在必行,而燃料電池被認(rèn)為是目前最有發(fā)展前景的環(huán)保、高效新型能源。但是,由于燃料電池陰極氧還原反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率遲緩,大大限制了其性能的提高。目前燃料電池最有效的陰極催化劑是鉑碳,但是卻由于鉑資源匱乏,價(jià)格高昂,限制了燃料電池的大規(guī)模應(yīng)用。因此,開發(fā)儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉、催化性能優(yōu)良的非貴金屬催化劑迫在眉睫。石墨化碳材料由于其優(yōu)異的電荷傳導(dǎo)能力、化學(xué)穩(wěn)定性以及極大的比表面積等優(yōu)勢(shì)而在電催化領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用前景。因此本論文使用簡單的制備方法,制備出了具有三維結(jié)構(gòu)且氧還原性能優(yōu)異的石墨化碳材料,并對(duì)其結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能等進(jìn)行了深入研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:以鋰為還原劑、二氧化碳為碳源,采用一步還原法成功制備出三維石墨化碳材料催化劑。制備得到的石墨化碳材料具有花狀的三維結(jié)構(gòu)。經(jīng)過電化學(xué)測(cè)試,發(fā)現(xiàn)當(dāng)反應(yīng)溫度為600℃時(shí),鋰與二氧化碳反應(yīng)24 h制備的石墨化碳表現(xiàn)出最佳的氧還原催化性能:催化劑的起始電位為0.91 V、半波電位為0.78 V,極限擴(kuò)散電流密度為5.66 mA cm^-2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)接近4,... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)與工作原理示意圖

燃料電池的陰極氧還原反應(yīng)是非常復(fù)雜，不但涉及了電子和羥基程中還有多種中間產(chǎn)物的產(chǎn)生，使對(duì)氧還原反應(yīng)的研究變得更加還原的詳細(xì)機(jī)理目前并沒有完全研究清楚，也沒有統(tǒng)一的觀點(diǎn)。就以在堿性介質(zhì)中的氧還原反應(yīng)為例，結(jié)合圖 1-2 對(duì)氧還原的反]。

材料作為基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成富勒烯、碳納米管和石墨等碳極催化劑已被證明能有效地催化燃料電池的氧還原應(yīng)用需求，氮摻雜石墨烯引起了研究者相當(dāng)大的興，可大大提高石墨烯催化劑的氧還原催化性能，并,45]。一種非金屬碳材料，由于其較高的比表面積、優(yōu)異和耐蝕性，被認(rèn)為是一種高效的 ORR 催化劑。此外 催化劑相比，碳納米管應(yīng)用于燃料電池時(shí)，更易保后，可以起到更明顯的效果。與二維碳布電極相比表面積。此外，碳納米管優(yōu)異的電化學(xué)性能可以促力的電極材料[46]。用化學(xué)氣相沉積法（CVD）制備了氮摻雜碳納米管

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]二氧化碳基新型生物降解塑料量產(chǎn)[J].   塑料科技. 2019(01)
[2]避免“溫室地球”出現(xiàn)已刻不容緩[J]. 佩爾·埃斯彭·斯托克內(nèi)斯,王藝璇.  中國經(jīng)濟(jì)報(bào)告. 2018(11)
[3]燃料電池的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 李佳佳.  新材料產(chǎn)業(yè). 2018(05)
[4]溫室效應(yīng)危害及治理措施[J]. 凌定元.  納稅. 2018(13)
[5]固體氧化物燃料電池平板式電池堆的研究進(jìn)展[J]. 宋世棟,韓敏芳,孫再洪.  科學(xué)通報(bào). 2014(15)
[6]問道燃料電池[J]. 衣寶廉,侯明,明平文.  中國經(jīng)濟(jì)和信息化. 2014(10)
[7]21世紀(jì)的綠色新能源——燃料電池[J]. 張世敏,張無敵,尹芳,徐銳.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2008(18)
[8]燃料電池的研究與應(yīng)用[J]. 黃曉梅.  湘電培訓(xùn)與教學(xué). 2007 (01)
[9]中國化石燃料環(huán)境污染治理重點(diǎn)及措施[J]. 劉志遜,劉珍奇,黃文輝.  資源·產(chǎn)業(yè). 2005(05)
[10]燃料電池的原理、技術(shù)狀態(tài)與展望[J]. 衣寶廉.  電池工業(yè). 2003(01)



本文編號(hào)：3327792