氫能因儲能密度高、零碳排放等優(yōu)勢,被認(rèn)為是21世紀(jì)中最理想的清潔能源。然而,目前工業(yè)上普遍使用石油、天然氣等原料制取氫氣(H₂)的現(xiàn)狀,無疑加劇了化石能源的枯竭和環(huán)境問題的嚴(yán)峻化。因此,發(fā)展原料可再生、環(huán)境友好的制氫方法具有重大意義。電解水制氫以水為原料制取H₂,具有操作簡單、產(chǎn)品純度高且綠色環(huán)保等優(yōu)勢,引起了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。從反應(yīng)機(jī)理來看,電解水由析氫反應(yīng)(HER)和析氧反應(yīng)(OER)等兩個(gè)半反應(yīng)組成;由于其中的OER是多電子轉(zhuǎn)移反應(yīng),使得電解水需在較大過電位下進(jìn)行,進(jìn)而導(dǎo)致電解水制氫需要消耗大量電能。因此,使用高活性、高穩(wěn)定性催化劑以降低反應(yīng)過電位具有重大意義。目前,最高效的HER和OER催化劑分別是鉑(Pt)和二氧化銥(IrO₂)或二氧化釕(RuO₂),但價(jià)格昂貴、穩(wěn)定性低等缺點(diǎn)限制了這些貴金屬催化劑的實(shí)際應(yīng)用。因此,迫切需要開發(fā)低價(jià)格、高活性的非貴金屬HER和OER催化劑。本論文在查閱國內(nèi)外磷化鎳(Ni₂P)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,對Ni₂P做了...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1典型的基于光陽極的PEC水分解池示意圖

2[14]。如圖1-1所示，常見的PEC水解裝置主要由陽極、陰極及中間的連接線組成；其中陰極材料一般為金屬（如鉑黑）材料，而陽極一般為具有光電效應(yīng)的半導(dǎo)體材料。PEC水解的工作原理為：當(dāng)光照射到半導(dǎo)體光電極

圖1-2基本的電解水裝置示意圖

[28]Figure1-2Aschematicillustrationofabasicwaterelectrolysissystem.如圖1-2所示[28]，一個(gè)基本的電解水裝置由陽極、陰極、電源和電解質(zhì)組成，其中的電源一般選擇直流電源以維持電力平衡。工作原理....

圖1-3RuP2@NPC的TEM圖（a）；RuP2@NPC、RuP2NPs、Pt/C、NPC和裸玻碳電極在0.5MH2SO4（b）、1.0MKOH（c）和1.0MPBS（d）溶液中，5mVs-1掃速下的HER極化曲線圖

工業(yè)上用于催化OER的催化劑材料仍是Ru、Ir等貴金屬基材料（如RuO2和IrO2）[33]，但Ru和Ir同樣存在價(jià)格昂貴、儲量及穩(wěn)定性不足的問題，從而不符合可持續(xù)發(fā)展的需求。綜上所述，貴金屬催化劑仍難以大規(guī)模應(yīng)用到電解水中，因此，發(fā)展高效的非貴金屬或非金屬材料基電解水催化劑尤為....

圖1-4FeS2薄膜(a)和Ni3Se2樹脂(b)的SEM圖

金屬硫族化合物具有高導(dǎo)電性、良好的熱穩(wěn)定性及地球儲量豐富等獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)。已經(jīng)被證明有潛力用作電解水催化劑（HER、OER）的金屬硫族化合物主要是金屬硫化物和金屬硒化物[34,35]。其中MoS2是最早應(yīng)用于催化HER反應(yīng)的金屬硫族化合物，1977年，Tributsc....

本文編號：3946201