中國作為世界上最大的能源消耗國,當(dāng)前面臨的嚴峻問題之一是資源枯竭。此外傳統(tǒng)能源（石油、煤炭等）的消耗引發(fā)了嚴重的環(huán)境污染和破壞。燃料電池是清潔、高效的能量轉(zhuǎn)換裝置,其理論能量轉(zhuǎn)化效率達83%,燃料來源廣泛,自問世（1880s）以來就受到科研工作者的廣泛關(guān)注,以期降低人類對化石能源的依賴。燃料電池陰極的氧還原反應(yīng)（Oxygen Reduction Reaction,ORR）動力學(xué)比陽極氫氣氧化反應(yīng)動力學(xué)慢五個數(shù)量級,需要催化活性強勁的ORR催化劑。目前Pt基材料是最高效的ORR催化劑,可降低ORR的超電勢,催化氧氣以高效的4電子途徑發(fā)生還原。但是仍存在以下問題:1)金屬Pt儲量稀少,Pt基催化劑成本高昂,占燃料電池成本的49%;2)Pt基催化劑易受燃料中微量CO的毒害而降低活性,嚴重削弱燃料電池的工作效率;3)Pt基催化劑催化選擇性差,易受甲醇干擾,降低電池的使用壽命;4)Pt基催化劑活性易衰減,耐用性差。因此,必須尋求廉價、高效、穩(wěn)定性和選擇性好的材料來代替Pt/C作為ORR催化劑。雜原子摻雜多孔碳材料因其孔結(jié)構(gòu)發(fā)達,比表面積大,活性位點豐富,機械性能、結(jié)構(gòu)可控性和表面修飾性強,導(dǎo)電性... 

【文章來源】：河南師范大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

以甲醇或氫氣為燃料的典型燃料電池示意圖

功能碳材料ORR催化性能的影響要素[16]

6圖1-3 外模板（用正方形表示的模板）和內(nèi)模板（用三角形表示的模板）的示意圖[23]硬模板法可較好控制碳材料的形貌和孔徑，但是制備過程復(fù)雜，不僅需要提前制備所需模板，耗時費力，而且需移除模板材料，又增加原料消耗。而軟模板在熱解過程中可以完全分解，不需要額外酸堿處理移除模板，是簡單有效低的造孔方式[32-33]。2004年，Dai等人以間苯二酚-甲醛樹脂和聚苯乙烯-4-乙烯基吡啶嵌斷共聚物為前驅(qū)體，經(jīng)自組裝、溶劑誘導(dǎo)、原位聚合作用和高溫?zé)峤膺^程制得有序多孔碳膜，在碳化過程中，間苯二酚-甲醛樹脂轉(zhuǎn)化為高度有序的多孔碳膜，同時伴隨著聚苯乙烯-4-乙烯基吡啶嵌斷共聚物模板分解為氣體[34]。Zhou等人以離子液體[Phne][HSO4]為前驅(qū)體


本文編號：3000179