開發(fā)新型高能量密度的清潔能源,替代傳統(tǒng)的石化能源,是維持人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大需求。氫能源是一種典型的清潔能源。電解水制氫(HER),途徑簡(jiǎn)單而無污染,而且可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用,對(duì)地域和氣候條件的要求較低。然而HER過程的效率受到其陽極半反應(yīng)過程(OER)的限制,使得工業(yè)化制氫的發(fā)展受限。目前HER和OER兩種反應(yīng)的常用催化劑均為貴金屬,導(dǎo)致電解水制氫的成本居高不下。因此,開發(fā)新型、高效、低成本的HER/OER催化劑是人類社會(huì)的迫切需求。在本論文中,采用如下電催化劑的設(shè)計(jì)研究思路:(1)多種材料的設(shè)計(jì)制備方法嘗試;(2)材料性能測(cè)試和結(jié)構(gòu)表征;(3)研究機(jī)理并優(yōu)化材料設(shè)計(jì)方案。這三個(gè)步驟的相互反饋形成一個(gè)有機(jī)系統(tǒng),是獲得更高性能催化劑的有效途徑。在研究中,利用透射電子顯微鏡(TEM)、同步輻射X射線吸收譜(XAS)等技術(shù)對(duì)材料的微觀形貌、結(jié)構(gòu)、元素分布、成鍵信息以及局域電子信息進(jìn)行了精細(xì)的表征。并且對(duì)材料的電解水催化性能,尤其是OER過程進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究。通過聯(lián)系材料的微觀信息和宏觀催化性質(zhì),構(gòu)建了異種元素之間的相互作用與材料催化性能的聯(lián)系,從原理上解釋了催化劑在OER過程中的選擇性氧...

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1In-situFTIR信號(hào)獲取示意圖

第一章緒論11行之有效的方法。本文中，自主搭建了原位紅外和原位拉曼測(cè)試系統(tǒng)，在后續(xù)1.3.1和1.3.2節(jié)會(huì)做介紹。1.3.1原位紅外技術(shù)原位紅外光譜（In-situFTIR）被廣泛應(yīng)用于材料表征和反應(yīng)產(chǎn)物表征。紅外光譜（FTIR）主要用于有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)解析，能夠分析材料表面的....

圖1-2In-situRAMAN信號(hào)獲取示意圖

電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文12容易被刻蝕，因此電解液中的有機(jī)質(zhì)信號(hào)會(huì)非常明顯。分析電解液中有機(jī)質(zhì)的信息，有利于確認(rèn)OER催化劑在催化過程中的實(shí)質(zhì)變化細(xì)節(jié)，為后續(xù)設(shè)計(jì)高效而穩(wěn)定的OER催化劑奠定理論和實(shí)驗(yàn)基矗如圖1-1所示，獲取in-situFTIR信號(hào)的關(guān)鍵點(diǎn)在于FTIR信號(hào)的保真....

圖1-3球差矯正透射電鏡實(shí)物圖與操作系統(tǒng)

電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文14圖1-3球差矯正透射電鏡實(shí)物圖與操作系統(tǒng)。(a)球差矯正掃描透射電子顯微鏡；(b)加熱樣品桿，加熱芯片和控制系統(tǒng)實(shí)物圖；(c)原位電鏡加熱樣品桿示意圖地觀測(cè)原子的輸運(yùn)與擴(kuò)散過程；對(duì)應(yīng)的，可以猜測(cè)核殼可能發(fā)生的任何化學(xué)反應(yīng)。所以，在原子尺度動(dòng)態(tài)地觀測(cè)納米....

圖2-1不同鈷鎳比例的鈷鎳?guó)B糞石結(jié)構(gòu)NSs的電化學(xué)研究結(jié)果

第二章鈷鎳?guó)B糞石結(jié)構(gòu)用于堿性電解液中的全解水19圖2-1不同鈷鎳比例的鈷鎳?guó)B糞石結(jié)構(gòu)NSs的電化學(xué)研究結(jié)果。(a)OER；(b)Tafel斜率測(cè)試；(c)達(dá)到10mA/cm2電流密度的過電勢(shì)；(d)雙電層電容此時(shí)材料的電化學(xué)活性面積為44.13cm2，遠(yuǎn)大于單純Ni鳥糞石結(jié)構(gòu)的1....

本文編號(hào)：3932715