開(kāi)發(fā)利用新型可再生能源是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、應(yīng)對(duì)全球能源危機(jī)及環(huán)境污染的關(guān)鍵。太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源能量輸出不穩(wěn)定,因此必須發(fā)展相應(yīng)的能源轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)技術(shù),實(shí)現(xiàn)能量的異地、錯(cuò)時(shí)靈活使用。電解水產(chǎn)氫和鋰離子電池在“太陽(yáng)能-電能-氫能-燃料電池-電能-用戶”清潔能量傳遞鏈中扮演著重要角色。目前電解水和鋰離子電池的發(fā)展分別受到貴金屬催化劑高成本和負(fù)極材料低容量的限制。針對(duì)這些問(wèn)題,本論文以地殼儲(chǔ)量豐富且具有3d電子結(jié)構(gòu)的鐵族金屬基化合物為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料組成、形貌調(diào)控,制備出性能優(yōu)異的功能導(dǎo)向電極,并結(jié)合原位技術(shù)和理論模擬計(jì)算,分析材料晶體結(jié)構(gòu)、組成、形貌與電化學(xué)性能之間的構(gòu)效關(guān)系。主要工作內(nèi)容和結(jié)果如下:一、活性晶面的選擇性暴露和納米結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是制備高性能電解水催化劑的有效手段�；诖�,我們?cè)阪嚥显缓铣闪?003)晶面擇優(yōu)生長(zhǎng)的Ni3S2納米多孔薄膜,并研究了其作為全水解催化劑的性能及機(jī)理。Ni3S2(003)晶面具有連續(xù)的低配位Ni3三角基元。通過(guò)對(duì)氣相沉積過(guò)程進(jìn)行干預(yù),得到不同晶面擇優(yōu)程度的Ni3S2納米帶、中空球或納米多孔結(jié)構(gòu)。其中含超小孔道、(003)晶面擇優(yōu)程度最高的薄膜...

【文章頁(yè)數(shù)】：165 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 能源轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)
    1.2 電解水
        1.2.1 電解水工作原理
        1.2.2 電催化析氫反應(yīng)
        1.2.3 電催化析氧反應(yīng)
    1.3 鋰離子電池
        1.3.1 電池原理
        1.3.2 正極材料
        1.3.3 負(fù)極材料
    1.4 鐵族金屬基納米能源材料研究現(xiàn)狀及問(wèn)題
        1.4.1 納米材料合成方法
        1.4.2 鐵族金屬基電解水催化劑研究現(xiàn)狀及問(wèn)題
        1.4.3 鐵族金屬基儲(chǔ)鋰電極材料研究現(xiàn)狀及問(wèn)題
    1.5 本論文的選題意義和研究?jī)?nèi)容
第二章 基于鎳箔的(003)晶面擇優(yōu)Ni₃S₂納米多孔薄膜的電解水催化性能及機(jī)理研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及樣品制備
        2.2.2 樣品表征及電解水催化性能測(cè)試
        2.2.3 相關(guān)計(jì)算
    2.3 結(jié)果討論
        2.3.1 結(jié)構(gòu)與表征
        2.3.2 生長(zhǎng)機(jī)理
        2.3.3 電解水催化活性
        2.3.4 電解水催化機(jī)理研究
    2.4 本章小結(jié)
第三章 CoNi摻雜Fe₃N納米管陣列的析氧反應(yīng)催化性能研究及活性物質(zhì)跟蹤鑒定
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及樣品制備
        3.2.2 樣品表征及析氧反應(yīng)催化性能測(cè)試
        3.2.3 相關(guān)計(jì)算
    3.3 結(jié)果討論
        3.3.1 理論預(yù)測(cè)
        3.3.2 結(jié)構(gòu)與表征
        3.3.3 析氧反應(yīng)催化活性
        3.3.4 活性物質(zhì)跟蹤
        3.3.5 活性位點(diǎn)鑒定
    3.4 本章小結(jié)
第四章 陰離子引導(dǎo)的FeX_n(X=S,Se,Te)納米管陣列一體化電極作為鋰離子電池負(fù)極的性能及機(jī)制研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及樣品制備
        4.2.2 樣品表征
        4.2.3 電池組裝及性能測(cè)試
        4.2.4 理論模擬計(jì)算
    4.3 結(jié)果討論
        4.3.1 結(jié)構(gòu)與表征
        4.3.2 相變與物性變化
        4.3.3 鋰離子電池性能
        4.3.4 碳包覆FeX_n及儲(chǔ)鋰性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)與創(chuàng)新
    5.2 工作不足與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)況及聯(lián)系方式



本文編號(hào)：3747218