發(fā)布時間：2024-02-25 03:00

　　可持續(xù)和可再生的新能源及其相關(guān)技術(shù)越來越受到廣泛的關(guān)注,氫能由于其較高的質(zhì)量能量密度、燃燒產(chǎn)物零污染等特性,引起了人們高度重視。電催化分解水是目前最有效且綠色的大規(guī)模產(chǎn)氫技術(shù),探索和開發(fā)低成本的高效高穩(wěn)定性的催化劑是當(dāng)前電催化分解水研究及其應(yīng)用中亟待解決的問題。因此,本論文以鎳基催化劑為研究對象,深入研究了表面水分解反應(yīng)機(jī)制及活性與催化劑表面反應(yīng)性的構(gòu)效關(guān)系,進(jìn)而利用界面結(jié)構(gòu)、分級形貌、摻雜等手段調(diào)控催化活性和穩(wěn)定性,為構(gòu)筑低成本高效高穩(wěn)定性電解水催化劑提供了理論指導(dǎo)和設(shè)計原則。已取得的主要研究結(jié)果如下:首先,本研究揭示了復(fù)合結(jié)構(gòu)協(xié)同析氫的反應(yīng)機(jī)理。利用密度泛函理論計算揭示了Ni(OH)₂/MoS₂界面協(xié)同析氫的微觀反應(yīng)機(jī)制。界面間電荷轉(zhuǎn)移改善了MoS₂的硫邊緣化學(xué)活性,加速了氫的吸脫附速率。同時,Ni(OH)₂輔助水解離,通過界面協(xié)同效應(yīng)極大地減小了水解離勢壘,加速堿性析氫反應(yīng)速率。所制備的Ni(OH)₂/MoS₂復(fù)合結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出良好的堿性析氫反應(yīng)動力學(xué)特...

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1可再生能源系統(tǒng)概念[5]

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文1緒論背景及意義類社會的不斷發(fā)展，世界能源需求不斷增加。隨著當(dāng)下傳統(tǒng)化然氣）的大量消耗，一系列的環(huán)境問題和傳統(tǒng)化石能源的逐漸此，尋找可持續(xù)和可再生的新能源及其相關(guān)技術(shù)越來越受到各眾多新能源之中，氫能由于其較高的質(zhì)量能量密度，燃燒產(chǎn)物....

圖1-2電解池示意圖

圖1-2電解池示意圖[17]同的電解液體系中，所用到的催化劑也有所不同[17]。在酸性體系中例如解池[19-21]，電極材料和催化劑需要具備抗腐蝕性，尤其是在陽極，絕大在陽極都會存在腐蝕現(xiàn)象，不能穩(wěn)定運(yùn)行，因而常用的材料多為貴金屬24]，這使得該技術(shù)的發(fā)展受到嚴(yán)重限制。采用堿....

圖1-3HER反應(yīng)中的Sabatier火山圖關(guān)系

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文要評價指標(biāo)。在堿性和中性條件下，Volmer步的反應(yīng)物是水分子，生成Hads的過程需要活化水分子，打開氫氧鍵，這導(dǎo)致了很多催化劑（Pt、Ir、Ru等）在堿性環(huán)境中的反應(yīng)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于酸性電解液中[34]。因此，在中性和堿性條件下，....

圖1-4Co、N共摻雜石墨烯在HER領(lǐng)域的應(yīng)用[46]

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文，實(shí)現(xiàn)了單原子級別的分散[46]。N摻雜可以改善石墨烯表面HG，而Co可以調(diào)控石墨烯表面，還可以促進(jìn)水分解。因此，該材料在酸性電解解液中都表現(xiàn)出比普通石墨烯更加優(yōu)異的催化活性。YaoXiangdong課題始單層石墨烯，....

本文編號：3909970