當今社會面臨著化石燃料枯竭（已發(fā)現(xiàn)的石油資源僅夠使用40至80年）、氣候變化、儲能手段單一三大問題。將電解水制氫技術和可再生能源結合可以有效地解決這三大問題。水分解反應由析氧反應（OER）和析氫反應（HER）兩個半反應組成,由于實際反應過程中陽極和陰極反應活化能壘以及電解液電阻等因素的存在,往往需要額外的過電勢才能驅動反應進行,從而影響了電能到化學鍵能的轉化效率,因此我們針對兩個半反應設計了以下催化劑以提高電催化水分解反應的產氫效率。首先,我們在泡沫銅上原位合成了Co-Cu硫化物(Co₉S₈-Cu_1.81S),隨后通過電化學活化制備出了一種新型三維（3D）海膽狀的無定型Co-Cu氫氧化物（CoCuO_xH_y（S）/CF）作為OER催化劑。在1 M KOH中,CoCuO_xH_y（S）陽極達到100 mA cm^-2電流密度時的過電勢（η）僅為274 mV,并且在10 mA cm^-2的電流密度下工作4... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 電解水制氫的發(fā)展歷程
    1.3 水分解反應的原理簡述
        1.3.1 OER反應原理簡述
        1.3.2 HER反應原理簡述
    1.4 鈷、鐵、銅基催化電解水的研究進展
        1.4.1 基于鈷的催化劑
        1.4.2 基于鐵的催化劑
        1.4.4 基于銅的催化劑
    1.5 水分解催化劑設計策略簡述
        1.5.1 形貌結構優(yōu)化
        1.5.2 金屬協(xié)同作用
        1.5.3 非金屬雜原子的作用
        1.5.4 其他設計策略(碳材料結合、缺陷、界面工程)
    1.6 本文的課題背景和研究路線
2 海膽狀CoCuO_xH_y(S)的制備及其OER性能探究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑、原材料及設備儀器
        2.2.2 電極的合成方法
        2.2.3 電極的物理表征
        2.2.4 電極的電化學測試手段
    2.3 實驗結果討論
        2.3.1 Co_9S_8-Cu_(1.81)S/CF的物理表征
        2.3.2 CoCuO_xH_y(S)/CF的物理表征
        2.3.3 CoCuO_xH_y(S)/CF的 OER性能
    2.4 本章小結
3 由磷酸鐵衍生出的無定形FeO_xH_y(Pi)作為高效HER催化劑
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑、原材料及設備儀器
        3.2.2 電極的合成方法
        3.2.3 Fe PO4 和無定形Fe OxHy(Pi)的物理表征
        3.2.4 電極的電化學測試手段
    3.3 實驗結果討論
        3.3.1 FePO_4/FF的物理表征
        3.3.2 無定形FeO_xH_y(Pi)/FF的物理表征
        3.3.3 FeO_xH_y(Pi)/FF的 HER性能
    3.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]通過拉伸應變調節(jié)Ru@RuO2核殼納米球中Ru（Ⅳ）的電荷密度并應用于酸性環(huán)境電解水產氧（英文）[J]. 聞益智,楊韜,程傳祺,趙雪茹,劉恩佐,楊靜.  Chinese Journal of Catalysis. 2020(08)
[2]硫摻雜鎳鐵層狀雙氫氧化物的氧析出電催化性能（英文）[J]. 李申宙,劉健云,段爍,王譚源,李箐.  Chinese Journal of Catalysis. 2020(05)
[3]國內外工業(yè)化制氫技術的研究進展[J]. 王東軍,姜偉,趙仲陽,金書含,何昌洪,何玉蓮.  工業(yè)催化. 2018(05)
[4]水電解制氫非貴金屬催化劑的研究進展[J]. 常進法,肖瑤,羅兆艷,葛君杰,劉長鵬,邢巍.  物理化學學報. 2016(07)
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[6]第一過渡系列金屬元素單核水氧化催化劑的最新進展[J]. 張宗堯,鄭坤毅,曹睿.  中國科學:化學. 2014(02)
[7]固體聚合物電解質水電解池電極的優(yōu)化研究[J]. 馬霄平,宋世棟,譚忠印,張華民,衣寶廉.  電源技術. 2006(08)
[8]生物質能研發(fā)展望[J]. 匡廷云,馬克平,白克智.  中國科學基金. 2005(06)

碩士論文
[1]基于磷酸化金屬基底制備高效水氧化電催化劑[D]. 趙一萌.大連理工大學 2019



本文編號：3444722