可再生能源的轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)對于人類社會(huì)未來的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要,在眾多能源轉(zhuǎn)化存儲(chǔ)技術(shù)中,電化學(xué)水分解是比較有前景的技術(shù)之一。電化學(xué)水分解由析氫和析氧兩個(gè)半反應(yīng)所構(gòu)成,高效、經(jīng)濟(jì)的電解水制氫的實(shí)現(xiàn)依賴于性能優(yōu)異、廉價(jià)的析氫和析氧電催化材料的共同發(fā)展。目前,電催化水分解主要分為酸性質(zhì)子膜電解水以及堿性電解水兩大體系。其中堿性電解水體系材料來源廣泛且不依賴于貴金屬,并且催化裝置的壽命也相對更長,因此有望在未來實(shí)現(xiàn)規(guī)�；瘧�(yīng)用。然而目前堿性電解水催化劑的開發(fā)面臨著一些挑戰(zhàn)。例如,析氧反應(yīng)過程中催化材料會(huì)發(fā)生表面電化學(xué)轉(zhuǎn)化,使得催化機(jī)制的理解以及電催化析氧構(gòu)效關(guān)系的確立變得復(fù)雜而困難;同時(shí)由于堿性析氫反應(yīng)過程吸附氫的產(chǎn)生涉及水分子解離步驟使得整個(gè)催化動(dòng)力學(xué)較緩慢。針對這些挑戰(zhàn),本論文以廉價(jià)過渡金屬無機(jī)固體材料為材料體系,針對析氧電催化反應(yīng),研究了材料表面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化的行為,并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化電子傳輸?shù)汝P(guān)鍵因素從而提升材料整體催化活性;此外,嘗試通過合理的表界面結(jié)構(gòu)調(diào)控以促進(jìn)緩慢的堿性析氫催化過程,從而獲得高效的析氫反應(yīng)電催化劑。本論文具體內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):1.表界面結(jié)構(gòu)與堿性電催化析氧反應(yīng)過渡金屬非氧化物材...

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

極的析氫反應(yīng)（酸性：２Ｈ＋?＋?２ｅ－一?Ｈ２；堿性：２Ｈ２０?＋?２ｅ－—Ｈ２?＋?２０Ｈ－）和析氧??反應(yīng)（酸性：Ｈ２０－＞ｌ／２〇２?＋?２Ｈ＋?＋?２ｅ＿；堿性：２?０Ｈ－—１／２〇２?＋?出〇?＋?２０兩??個(gè)半反應(yīng)所構(gòu)成，兩部分通過外電路連接成完整的回路（如圖１．１）....

圖１．２?（ａ）￣（ｅ）高分辨透射電子顯微鏡圖及對應(yīng)的快速傅立葉轉(zhuǎn)變圖呷（ａ）新制備??Ｂａ〇．５ＳｒＱ．５Ｃｏ〇８Ｆｅ〇．２０＾８?（ＢＳＣＦ８２）以及經(jīng)過（ｂ）?５次循環(huán)伏安和（ｃ）?１００次循環(huán)伏安測試；（ｄ）??ＢＳＣＦ８２?電極在?１．７?Ｖ?（ｖｓ?ＲＨＥ）恒電位下測....

??物質(zhì)，故而能夠提高催化材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性［２Ｇ］（圖１．３（ａ）￣（ｂ））。柏林工業(yè)大學(xué)??的Ｐｅｔｅｒ?Ｓｔｒａｕｓｓｅｒ教授和柏林自由大學(xué)的Ｈｏｌｇｅｒ?Ｄａｕ教授研究發(fā)現(xiàn)Ｃ０３Ｏ４會(huì)在析??氧電位下的活性物質(zhì)為非晶化的ＣｏＯｘ（ＯＨ）ｙ，當(dāng)電位恢復(fù)時(shí)，其又轉(zhuǎn)化回原來??的....

化物材料Ｃ〇４Ｎ的析氧反應(yīng)催化活性［２６］。結(jié)合Ｘ射線吸收測試與高分辨電子顯??微鏡的觀測，發(fā)現(xiàn)隨著電化學(xué)循環(huán)圈數(shù)的增加，Ｃ〇４Ｎ的發(fā)生十分顯著的表面氧??化非晶化過程，非晶層的厚度持續(xù)增加后保持穩(wěn)定（如圖１．６）。??＿著：儀：３＿??圖１．６標(biāo)準(zhǔn)Ｃｏ以及Ｃｏ３〇４和Ｃｏ４Ｎ在....

本文編號(hào)：4008378