隨著全球能源使用量的增長(zhǎng),化石燃料等能源將日益枯竭并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。氫能源的大規(guī)模使用將使人類進(jìn)入一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代,而大規(guī)模、廉價(jià)地生產(chǎn)氫氣是開發(fā)和利用氫能的重要前提。在眾多的制氫方法中,電解水制氫成本低、氫氣純度高、技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。我國(guó)海洋資源豐富,將海水作為電解析氫的介質(zhì),將有廣闊的發(fā)展前景。目前關(guān)于電解海水制氫陰極材料的研究以電沉積法為主,主要集中在提高電催化活性和降低析氫過電位的電極材料的開發(fā)上,本文旨在采用粉末冶金法對(duì)電解海水用鎳合金析氫陰極材料進(jìn)行探索。本文以Ni、Fe、Cu、Cr等粉末為原料,采用元素粉末反應(yīng)合成法設(shè)計(jì)制備了一系列二元、三元、四元鎳合金多孔陰極材料。通過掃描電子顯微鏡、X射線衍射、背散射電子衍射等對(duì)電極材料的表面形貌、物相成分進(jìn)行表征,并通過陰極極化曲線、循環(huán)伏安曲線、交流阻抗譜等電化學(xué)方法對(duì)電催化活性、析氫穩(wěn)定性、抗海水腐蝕性進(jìn)行分析。研究工作主要取得如下成果:制備的Ni-Fe、Ni-Cu、Ni-Fe-Mo-Cu、Ni-Cr-Mo-Cu多孔合金不適宜用作電解海水析氫陰極材料。在電化學(xué)測(cè)試過程中,這些多孔合金經(jīng)陰極極化曲線測(cè)試后均出現(xiàn)了不同程度的腐蝕...

【文章來(lái)源】： 湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 氫能的利用與開發(fā)
        1.1.1 氫能概述
        1.1.2 氫能的制備
    1.2 海水資源的利用與開發(fā)
    1.3 析氫電極概述
        1.3.1 水電解析氫電極概述
        1.3.2 電解海水析氫電極研究概況
        1.3.3 析氫陰極材料的制備方法
    1.4 鎳合金析氫陰極材料的探索思路
    1.5 本文研究目的與主要內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)方法與設(shè)備
    2.1 實(shí)驗(yàn)流程
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.1.2 原料選取
        2.1.3 原料混合
        2.1.4 粉末壓制
        2.1.5 燒結(jié)工藝
    2.2 多孔材料的性能表征
        2.2.1 掃描電子顯微鏡和能譜
        2.2.2 X射線衍射分析
        2.2.3 孔結(jié)構(gòu)測(cè)量
    2.3 多孔陰極材料析氫電化學(xué)性能及析氫行為研究方法
        2.3.1 測(cè)試體系
        2.3.2 測(cè)試樣品的準(zhǔn)備
        2.3.3 測(cè)試儀器
        2.3.4 測(cè)試內(nèi)容
第3章 電解海水用鎳合金析氫陰極材料的探索
    3.1 前言
    3.2 二元多孔合金的探索
        3.2.1 Ni-Fe多孔合金的制備與電化學(xué)測(cè)試
        3.2.2 Ni-Cu多孔合金的制備與電化學(xué)測(cè)試
    3.3 四元多孔合金的探索
        3.3.1 Ni-Fe-Mo-Cu多孔合金的制備與電化學(xué)測(cè)試
        3.3.2 Ni-Cr-Mo-Cu多孔合金的制備與電化學(xué)測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
第4章 四種多孔鎳合金電極組織結(jié)構(gòu)與電解海水析氫性能
    4.1 前言
    4.2 四種多孔Ni合金電極的制備與測(cè)試
    4.3 四種多孔Ni合金電極的表面形貌與微觀結(jié)構(gòu)表征
        4.3.1 四種多孔Ni合金電極的表面形貌分析
        4.3.2 四種多孔Ni合金電極的微觀結(jié)構(gòu)分析
    4.4 四種多孔Ni合金電極的電解析氫活性分析
    4.5 四種多孔Ni合金電極的電解析氫穩(wěn)定性分析
    4.6 四種多孔Ni合金電極的抗海水腐蝕性分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表論文及學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氫能利用與發(fā)展綜述 [J]. 于蓬,王健,鄭金鳳,張亮修,王恒元.  汽車實(shí)用技術(shù). 2019(24)
[2]氫能的研究綜述 [J]. 周錦,席靜,王靜,梁斌.  山東化工. 2019(03)
[3]儲(chǔ)氫技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望 [J]. 李璐伶,樊栓獅,陳秋雄,楊光,溫永剛.  儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2018(04)
[4]鐵在氯離子介質(zhì)中腐蝕行為的研究 [J]. 杜艷芳,蔡雪花.  全面腐蝕控制. 2015(08)
[5]Ni42.2W19.2Fe18.9B19.7非晶合金的電化學(xué)腐蝕行為 [J]. 劉文勝,吳亞瑜,馬運(yùn)柱,張佳佳,葉曉珊,田海官.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2015(08)
[6]多孔金屬材料制備工藝及展望 [J]. 田大容,柏凱,王揚(yáng),趙領(lǐng)晨,米嬌嬌,孫琦.  甘肅冶金. 2014(02)
[7]電沉積Ni-S/LaNi5多孔復(fù)合電極的電催化析氫性能 [J]. 王森林,段錢花.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2013(08)
[8]多孔金屬材料制備方法的研究進(jìn)展 [J]. 劉京雷,葉先勇,何元章,徐宏.  材料導(dǎo)報(bào). 2013(13)
[9]磁控濺射鍍膜的原理與故障分析 [J]. 郝曉亮.  電子工業(yè)專用設(shè)備. 2013(06)
[10]Ni/LaNi5多孔復(fù)合電極的制備及其析氫電催化性能 [J]. 張藝,王森林,李彩彩.  稀有金屬材料與工程. 2012(03)

博士論文
[1]高活性鎳基析氫電極的制備及其在堿性條件下析氫行為研究[D]. 曹寅亮.北京化工大學(xué). 2013

碩士論文
[1]Ni-Fe-Mo系多孔電極材料的制備及其電催化性能研究[D]. 郭小花.湘潭大學(xué). 2018



本文編號(hào)：3543669