燃料電池是目前最有前景的能量轉(zhuǎn)換裝置之一,具有零排放無污染和高能量密度等優(yōu)點(diǎn)�？刂迫剂想姵啬芰哭D(zhuǎn)化效率的關(guān)鍵在于陽極的氫氧化反應(yīng)(HOR)和陰極的氧還原反應(yīng)(ORR),然而,與HOR反應(yīng)動(dòng)力學(xué)相比,ORR的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)約慢6倍,導(dǎo)致H2-O2燃料電池的高過電位和低能量轉(zhuǎn)化效率。商業(yè)普遍采用鉑(Pt)基催化劑來促進(jìn)ORR過程。然而,Pt基催化劑的高成本約占燃料電池設(shè)備總成本的30%,如果廣泛使用,地球上的Pt儲(chǔ)量不能滿足市場的需要。所以,開發(fā)用于ORR的具有高活性、高穩(wěn)定性和低成本的非貴金屬催化劑(NPMC)是提高燃料電池能量轉(zhuǎn)換效率的長期解決方案。1.通過二氧化硅輔助的方法開發(fā)了一種具有低成本的合成策略,并且通過合理設(shè)計(jì)二維共價(jià)有機(jī)聚合物(COP)的結(jié)構(gòu),獲得了具有Fe-Nx和Fe3C的有效活性位點(diǎn)的新型Fe3C/Fe-Nx-C(稱為COPBP-PB-Fe-900-SiO2)催化劑。在碳化過程中,COP的高含氮量能夠有效促進(jìn)Fe-Nx活性位點(diǎn)的形成。另外,二氧化硅的存在不僅可以有效地抑制催化劑中大的Fe基顆粒的形成,而且還可以提高催化劑的碳化程度。所制備的COPBP-PB-Fe-900-...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 燃料電池研究背景簡介
    1.2 陰極ORR機(jī)理及電催化劑分類
        1.2.1 貴金屬催化劑
        1.2.2 金屬或者金屬衍生物摻雜碳材料
        1.2.3 非金屬雜原子摻雜碳材料
    1.4 本論文選題的目的及意義
第二章 COP_BP-PB衍生物的合成及其ORR性能研究
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)中主要使用的儀器及試劑
    2.3 COP_BP-PB衍生物的合成及其相關(guān)ORR催化劑的合成與表征
        2.3.1 COP_BP-PB-Fe-900-SiO₂及其他衍生物的合成
        2.3.2 COP_BP-PB-Fe-900-SiO₂的相關(guān)表征
    2.4 COP_BP-PB-Fe-900-SiO₂及其他衍生物的結(jié)果和討論
    2.5 本章小結(jié)
第三章 Fe-ZIF-8@PS材料的制備及其ORR性能研究
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)中主要使用的儀器及試劑
    3.3 基于Fe-ZIF-8@PS-1000材料的制備及表征
        3.3.1 Fe-ZIF-8@PS-1000材料的制備
        3.3.2 基于1%Fe-ZIF-8@PS-1000的相關(guān)表征及其分析
    3.4 基于Fe-ZIF-8@PS-1000材料在0.1 M KOH中ORR性能的研究
    3.5 基于Fe-ZIF-8@PS-1000材料在0.1 M HClO₄中ORR性能的研究
    3.6 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表學(xué)術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡介
附件



本文編號：3907218