隨著生產(chǎn)力水平的不斷提高,環(huán)境污染和能源損耗問題日趨嚴(yán)重,因此尋求一種高效清潔的可再生資源變得尤為重要。氫氣,作為一種無污染,能量密度高的新型清潔能源逐漸走入人們的視野,目前呼聲最高的制氫方式是通過電解水產(chǎn)氫獲得。將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存在氫氣當(dāng)中,便與后續(xù)能量的轉(zhuǎn)化或直接燃燒。通常情況下,通過施加一定電壓將水進(jìn)行完全分解所需的理論值為1.23V,但由于過電勢的影響,電位往往高于理論值。因此,通常在水電解過程中加入一定量的催化劑來降低分解電壓,增加產(chǎn)氫效率。在現(xiàn)有產(chǎn)氫催化劑中,基于鉑等貴金屬為主的催化劑效率最高,但由于價格昂貴、儲量稀缺等問題嚴(yán)重限制了其使用范圍。因此,開發(fā)廉價高效的催化劑成為應(yīng)對未來能源危機(jī)的重要解決途徑。在本論文中,作者通過分析水電解時涉及的反應(yīng)機(jī)理選取合適的電催化劑直接或間接地提高產(chǎn)氫效率。在催化劑的制備過程中,通過缺陷工程、活性面暴露、非晶化及協(xié)同優(yōu)化等策略對非貴金屬催化劑的活性位點(diǎn)和電子傳輸能力進(jìn)行優(yōu)化,提高能源的轉(zhuǎn)化效率。本論文主要針對以下兩點(diǎn)進(jìn)行討論:1.基于對二硫化鉬催化的活性位點(diǎn)主要位于邊緣位置的了解,作者通過構(gòu)建缺陷工程、優(yōu)先暴露活性邊緣等途徑合成了垂直...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電催化基本理論
    1.3 非貴金屬析氫反應(yīng)電催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.1 電催化析氫反應(yīng)的研究背景
        1.3.2 電催化析氫反應(yīng)機(jī)理
        1.3.3 二維金屬硫化物電催化劑的設(shè)計與優(yōu)化
            1.3.3.1 構(gòu)建超薄納米層
            1.3.3.2 催化活性位點(diǎn)的構(gòu)建
            1.3.3.3 提高析氫電催化劑中電荷轉(zhuǎn)移
    1.4 鎳鐵基非貴金屬析氧電催化劑的研究進(jìn)展
        1.4.1 電催化析氧反應(yīng)的研究背景
        1.4.2 電催化析氧反應(yīng)機(jī)理
        1.4.3 鎳鐵基析氧反應(yīng)電催化劑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
            1.4.3.1 鎳鐵合金催化劑
            1.4.3.2 鎳鐵氧化物
            1.4.3.3 鎳鐵層狀雙氫氧化物
    1.5 鎳基電催化劑在尿素氧化中的研究進(jìn)展
        1.5.1 尿素氧化的研究背景
            1.5.1.1 鎳基金屬催化劑
            1.5.1.2 鎳基氫氧化物催化劑
        1.5.2 尿素氧化的反應(yīng)機(jī)理
    參考文獻(xiàn)
第2章 富缺陷的二硫化鉬納米墻用于高效析氫反應(yīng)
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 富缺陷的二硫化鉬納米墻的制備
        2.2.2 富缺陷的二硫化鉬納米片和無缺陷的二硫化鉬納米片的制備
        2.2.3 納米片層層組裝電極的合成
        2.2.4 表征手段
        2.2.5 電化學(xué)測試
    2.3 分析與討論
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第3章 部分非晶的鎳鐵層狀雙氫氧化物用于雙功能電催化
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 材料制備
        3.2.2 表征手段
        3.2.3 電化學(xué)測試
    3.3 分析與討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)與元素表征
        3.3.2 電化學(xué)阻抗與雙電層電容
        3.3.3 對析氧反應(yīng)的研究
        3.3.4 電催化尿素氧化反應(yīng)
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 總結(jié)與展望
碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及所獲獎項(xiàng)
致謝



本文編號：4010140