氫氣是一種對(duì)環(huán)境友好且高效的清潔能源,同時(shí)作為未來(lái)最有希望替代化石燃料的能源而備受關(guān)注。氫氣最易獲得的方式是通過(guò)水電解中的氫析出反應(yīng)（Hydrogen Evolution Reaction HER）得到,在HER中鉑（Pt）是最好的析氫電催化劑。本論文針對(duì)目前電極材料中Pt使用量高以及低負(fù)載Pt催化劑表觀析氫活性低的問(wèn)題,主要探究了低載量Pt催化劑的制備方法、結(jié)構(gòu)特征和電化學(xué)析氫活性,改善了析氫活性測(cè)試分析中的一些問(wèn)題,得到了兼具高表觀活性、質(zhì)量比活性和電化學(xué)面積比活性的的超低Pt負(fù)載量的析氫電催化劑。具體內(nèi)容如下。（1）制備了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Pt/C催化劑,電化學(xué)分析表明Pt的負(fù)載量越小,其質(zhì)量比和電化學(xué)面積比的HER活性越大。利用磁控濺射在Ti箔表面沉積了不同質(zhì)量的Pt膜,并用X射線粉末衍射儀（XRD）、透射電鏡（TEM）、X射線光電子能譜儀（XPS）表征分析了Pt的沉積狀態(tài),當(dāng)沉積時(shí)間為10s時(shí)Pt的粒徑僅為0.89nm,隨著沉積時(shí)間增大Pt的粒徑逐漸增大。電化學(xué)分析表明當(dāng)Pt的負(fù)載量在3.516μg cm^-2以下時(shí),質(zhì)量比和電化學(xué)面積比的HER活性是隨著Pt... 

【文章來(lái)源】：武漢輕工大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

水電解的發(fā)展[10]

由于太陽(yáng)能和風(fēng)能是間歇性的可再生能源，因此需要備用發(fā)電機(jī)連續(xù)的電力[11]。水電解非常適合這些間歇性能源，因?yàn)榭梢岳眠^(guò)量氣，氫氣作為氫能儲(chǔ)存起來(lái)可以用于燃料電池。通過(guò)水電解產(chǎn)生的氫放，這是綠色能源的必然選擇，通過(guò)可再生能源得到氫能的概念圖如。圖 1.1 水電解的發(fā)展[10]。

武漢輕工大學(xué)碩士學(xué)位論文國(guó)，通過(guò)水電解獲得一千克氫氣的成本估計(jì)為 4 美元。為了降低了提高能源利用效率，降低水電解的動(dòng)力學(xué)阻礙至關(guān)重要，因此劑的研發(fā)至關(guān)重要。電解制氫原理解水的過(guò)程中存在一系列的電化學(xué)反應(yīng)，主要是陰極的氫析出反和陽(yáng)極氧析出反應(yīng)（OER），以及陽(yáng)極和陰極的逆反應(yīng)氫氧化反反應(yīng)(ORR)[12]。如圖 1.3 所示，圖中分別給出了兩個(gè)反應(yīng)對(duì)，一個(gè)OR 的是氫，用紅色曲線表示，平衡電位為 0V 相對(duì)于可逆氫電極含氧的 ORR 和 OER 用藍(lán)色曲線表示，為 1.23 V(vs. RHE)。


本文編號(hào)：2915777