隨著煤炭、石油、天然氣等不可再生能源的逐漸枯竭以及人們環(huán)保意識的逐漸加強,尋求一種可再生且環(huán)保的新能源顯得尤為迫切。氫能作為一種可再生、清潔、高效的新能源被人們所普遍關(guān)注,氫氣制備方法的探究越來越受到科研工作者的重視。目前,工業(yè)中成熟的制氫工藝是以雷尼鎳、低碳鋼為陰極材料的電解池體系,但這種陰極材料存在過電位高、長時間電解不穩(wěn)定、耐蝕性低等缺點。為了降低電量損耗,節(jié)約能源,研究一種低析氫過電位的陰極材料刻不容緩。制約析氫過電位的因素有兩方面,即能量因素和幾何因素。本論文采用快速凝固及脫合金化的方法制備納米多孔Ni/GCE及納米多孔Ni-Co/GCE電極,通過SEM、EDS、BET、TEM、XRD等手段對試樣進行了表征,對比了不同成分前驅(qū)體合金脫合金化后所得電極在25 wt%的Na OH溶液中的析氫催化性能及穩(wěn)定性。1、脫合金化后的形貌與前驅(qū)體合金的相組成及Al含量有著密切的關(guān)系。分析不同Ni-Al合金的前驅(qū)體相組成:Ni₃₀Al₇₀由Ni Al₃及Ni₂Al₃兩相組成,Ni

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 氫能的優(yōu)點
    1.3 氫氣的制備
        1.3.1 電解水制備氫氣
        1.3.2 礦物燃料制備氫氣
            1.3.2.1 煤炭制備氫氣
            1.3.2.2 天然氣制備氫氣
        1.3.3 生物能源制備氫氣
        1.3.4 光解水制備氫氣
    1.4 析氫電極的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 能量因素的影響
            1.4.1.1 鎳基合金析氫電極
            1.4.1.2 貴金屬修飾析氫電極
        1.4.2 幾何因素的影響
            1.4.2.1 多孔復合析氫電極
    1.5 本課題的研究意義及內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗材料及實驗方法
    2.1 實驗材料及設備
    2.2 材料制備
        2.2.1 合金的熔煉
        2.2.2 快速凝固制備合金條帶
        2.2.3 脫合金化實驗
    2.3 材料的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 掃描電子顯微鏡
        2.3.3 透射電子顯微鏡
        2.3.4 BET孔隙率分析
    2.4 電化學測試
        2.4.1 電極制備方法
        2.4.2 線性掃描伏安曲線測試
        2.4.3 電化學交流阻抗譜測試
        2.4.4 循環(huán)伏安法測試
第三章 Al含量對納米多孔Ni結(jié)構(gòu)及其析氫催化性能的影響
    3.1 引言
    3.2 納米多孔Ni/GCE電極的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Ni-Al前驅(qū)體合金條帶的物相組成
        3.3.2 Ni-Al前驅(qū)體合金脫合金化后的物相組成
        3.3.3 Ni-Al前驅(qū)體合金脫合金化后的微觀結(jié)構(gòu)分析
        3.3.4 不同成分合金所得納米多孔Ni的BET分析
        3.3.5 納米多孔Ni的析氫催化性能
        3.3.6 納米多孔Ni/GCE的交流阻抗分析
        3.3.7 納米多孔Ni/GCE的析氫穩(wěn)定性分析
    3.4 本章小節(jié)
第四章 CO含量對納米多孔Ni-CO合金結(jié)構(gòu)及析氫催化性能的影響
    4.1 引言
    4.2 納米多孔Ni-CO/GCE電極的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Ni-Co-Al前驅(qū)體合金條帶的物相組成
        4.3.2 Ni-Co-Al前驅(qū)體合金脫合金化后的物相組成
        4.3.3 Ni-Co-Al前驅(qū)體合金脫合金化后的微觀結(jié)構(gòu)分析
        4.3.4 納米多孔Ni-Co電極的BET分析
        4.3.5 納米多孔Ni-Co/GCE電極的析氫催化性能
        4.3.6 納米多孔Ni-Co/GCE電極的交流阻抗分析
        4.3.7 納米多孔Ni-Co/GCE電極的析氫穩(wěn)定性分析
    4.4 本章小節(jié)
第五章 (Ni、Co、Ni-Co)/RuO₂復合電極的制備及其析氫性能的研究
    5.1 引言
    5.2 納米多孔(Ni、CO、Ni-CO)/RuO₂電極的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 前驅(qū)體合金及脫合金化后的物相組成
        5.3.2 復合RuO₂后的物相組成
        5.3.3 復合RuO₂后的微觀形貌分析
        5.3.4 電極的析氫催化性能
        5.3.5 電極的交流阻抗分析
        5.3.6 電極的穩(wěn)定性分析
    5.4 本章小節(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文



本文編號：3785210