氫氣是一種對環(huán)境友好且高效的清潔能源,同時作為未來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。本論文針對目前電極材料中Pt使用量高以及低負載Pt催化劑表觀析氫活性低的問題,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,改善了析氫活性測試分析中的一些問題,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)量分數(shù)的Pt/C催化劑,電化學(xué)分析表明Pt的負載量越小,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)沉積時間為10s時Pt的粒徑僅為0.89nm,隨著沉積時間增大Pt的粒徑逐漸增大。電化學(xué)分析表明當(dāng)Pt的負載量在3.516μg cm^-2以下時,質(zhì)量比和電化學(xué)面積比的HER活性是隨著Pt... 

【文章來源】：武漢輕工大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

水電解的發(fā)展[10]

由于太陽能和風(fēng)能是間歇性的可再生能源，因此需要備用發(fā)電機連續(xù)的電力[11]。水電解非常適合這些間歇性能源，因為可以利用過量氣，氫氣作為氫能儲存起來可以用于燃料電池。通過水電解產(chǎn)生的氫放，這是綠色能源的必然選擇，通過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，通過水電解獲得一千克氫氣的成本估計為 4 美元。為了降低了提高能源利用效率，降低水電解的動力學(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極氧析出反應(yīng)（OER），以及陽極和陰極的逆反應(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反應(yīng)對，一個OR 的是氫，用紅色曲線表示，平衡電位為 0V 相對于可逆氫電極含氧的 ORR 和 OER 用藍色曲線表示，為 1.23 V(vs. RHE)。


本文編號：2915777