燃料電池、水分解、金屬-空氣電池等清潔、轉(zhuǎn)化效率高的能量轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存裝置的關(guān)鍵核心是陽極氧還原反應(yīng)(ORR)或析氫反應(yīng)(HER)和陰極析氧反應(yīng)(OER)。目前,鉑(Pt)及其合金是最佳的ORR和HER催化劑,貴金屬氧化物(Ir O₂和Ru O₂)是最佳的OER催化劑。但是,由于這些貴金屬儲(chǔ)量有限、成本高、穩(wěn)定性差,極大地阻礙了其在能量儲(chǔ)存和能量轉(zhuǎn)換技術(shù)中的廣泛應(yīng)用。此外,這些貴金屬也很難同時(shí)表現(xiàn)出滿意的ORR,HER和OER活性。為實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存裝置的商業(yè)化應(yīng)用,制備高效、廉價(jià)的多功能ORR,HER和OER非貴金屬電催化劑替代貴金屬催化劑至關(guān)重要。在眾多非貴金屬電催化劑中,非貴金屬與N摻雜碳基體之間的協(xié)同作用可以有效地修飾局部電子結(jié)構(gòu),從而優(yōu)化中間吸附,使其具有可與貴金屬催化劑相媲美的活性。此外,配位原子(如N,S,P,O,F,B等)的摻雜和最佳的微觀結(jié)構(gòu)(如多孔結(jié)構(gòu))都有利于提高催化性能。生物質(zhì)是一種分布廣泛的碳源,具有豐富的微觀結(jié)構(gòu)、成本低、可再生、環(huán)境友好、來源廣等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)存在大量雜原子(如N,S,P等),已被廣泛應(yīng)用于催化領(lǐng)域,是...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 能量轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)能裝置
        1.2.1 燃料電池
        1.2.2 電解水
        1.2.3 金屬-空氣電池
    1.3 電化學(xué)反應(yīng)
        1.3.1 電化學(xué)氧還原反應(yīng)機(jī)理與性能評(píng)估
        1.3.2 析氧反應(yīng)機(jī)理與催化性能評(píng)估
        1.3.3 析氫反應(yīng)機(jī)理與性能評(píng)估
    1.4 生物質(zhì)衍生碳基非貴金屬電催化劑研究進(jìn)展
        1.4.1 過渡金屬氮摻雜碳催化劑(M/N/C)
        1.4.2 生物質(zhì)衍生碳基非貴金屬電催化研究進(jìn)展
    1.5 本論文的選題意義和主要研究內(nèi)容
        1.5.1 選題意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
2 試劑和表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 表征技術(shù)和原理簡介
        2.2.1 設(shè)備型號(hào)
        2.2.2 拉曼光譜
        2.2.3 X射線光電子能譜
        2.2.4 X射線衍射
        2.2.5 掃描電子顯微鏡
        2.2.6 透射電子顯微鏡
        2.2.7 比表面分析
    2.3 電化學(xué)性能測(cè)試方法
3 生物質(zhì)玉米秸稈煙灰負(fù)載Fe Nx/Fe Cx雙功能電催化劑的制備
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 催化劑的制備
        3.2.2 物理表征
        3.2.3 電化學(xué)測(cè)試
        3.2.4 可充電鋅-空氣電池
    3.3 結(jié)果和討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 電催化性能測(cè)試與討論
    3.4 本章小結(jié)
4 生物質(zhì)蓮花纖維負(fù)載Co₉S₈納米顆粒三功能電催化劑的制備
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 催化劑的制備
        4.2.2 材料表征
        4.2.3 電化學(xué)測(cè)試
        4.2.4 可充電鋅-空氣電池
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 催化劑結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 電催化性能測(cè)試
        4.3.3 可充電鋅-空氣電池組合性能試驗(yàn)
    4.4 結(jié)論
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號(hào)：3927650