燃料電池作為一種高能量轉(zhuǎn)化效率、高比能量密度、低排放和低噪音的能源轉(zhuǎn)化裝置,是替代燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的理想動(dòng)力電源。但燃料電池因其成本仍然居高不下、對(duì)于燃料的要求高等問(wèn)題導(dǎo)致了在民用化進(jìn)程中的停滯不前。其中,燃料電池陰極所發(fā)生的氧還原反應(yīng)(ORR)的反應(yīng)速率遲滯,其所需使用的鉑(Pt)催化劑成本高昂是導(dǎo)致上述問(wèn)題的重要原因。對(duì)此,學(xué)界提出了一些解決途徑,比如通過(guò)摻雜其他金屬來(lái)降低Pt的用量,以及尋找Pd等與Pt具有相似結(jié)構(gòu)的元素以及過(guò)渡金屬-氮-碳化合物(M-N-C)來(lái)代替Pt進(jìn)行ORR催化反應(yīng)。同時(shí),人們也發(fā)現(xiàn)催化劑所使用的載體對(duì)于ORR催化反應(yīng)的順利進(jìn)行有著很大的影響,相比目前商業(yè)化的Vulcan碳載體,具有一定結(jié)構(gòu)的碳載體能夠改善ORR反應(yīng)的三相界面,使得反應(yīng)物與催化劑更好地接觸,對(duì)于提升ORR催化性能有著很大的幫助。本論文中,作者從催化劑碳載體的角度對(duì)PEMFC陰極ORR催化劑進(jìn)行了研究。在本論文的第三章中,作者發(fā)展了一條以聚多巴胺(pDA)作為前驅(qū)體,表面活性劑參與形貌調(diào)控的魚卵狀氮摻雜介孔碳材料(NMC)的方法,該材料具有較高的比表面積和孔體積,而且不同于以往需要低溫聚合的聚丙烯腈...

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 燃料電池概述
        1.2.1 燃料電池的發(fā)展歷史
        1.2.2 燃料電池的種類以及特征
    1.3 質(zhì)子交換膜燃料電池的介紹
        1.3.1 質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理
        1.3.2 質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)
        1.3.3 質(zhì)子交換膜燃料電池優(yōu)點(diǎn)以及所存在的問(wèn)題
    1.4 質(zhì)子交換膜燃料電池陰極催化劑的研究進(jìn)展
        1.4.1 酸性條件下電催化氧還原反應(yīng)的機(jī)理
        1.4.2 Pt基氧還原催化劑的研究進(jìn)展
        1.4.3 非Pt氧還原催化劑的研究進(jìn)展
        1.4.4 氧還原催化劑載體的研究進(jìn)展
    1.5 本論文的研究?jī)?nèi)容和目的
    參考文獻(xiàn)
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 主要實(shí)驗(yàn)藥品與耗材
    2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 主要測(cè)試方法
        2.3.1 物性表征
        2.3.2 電化學(xué)表征
    參考文獻(xiàn)
第三章 應(yīng)用于ORR催化反應(yīng)的高比表面積氮摻雜碳材料的制備與表征
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)條件與步驟
        3.2.1 高比表面積氮摻雜碳材料的制備
        3.2.2 物性表征實(shí)驗(yàn)條件
        3.2.3 電化學(xué)表征實(shí)驗(yàn)條件
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.1 物性表征
        3.3.2 堿性條件下的電催化氧還原過(guò)程
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 應(yīng)用于ORR催化反應(yīng)的高比表面積氮摻雜碳載鉑催化劑的制備與表征
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)條件與步驟
        4.2.1 碳載鉑催化劑的制備
        4.2.2 物性表征實(shí)驗(yàn)條件
        4.2.3 電化學(xué)表征實(shí)驗(yàn)條件
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        4.3.1 物性表征
        4.3.2 電催化氧還原過(guò)程的電化學(xué)表征
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
第六章 參與的研究工作
    6.1 銀鉑雙金屬氧還原催化劑制備與表征
    6.2 燃料電池用質(zhì)子交換膜的探索性研究
致謝
攻讀碩士期間所獲成果
    科研論文
    專利



本文編號(hào)：3969363