發(fā)布時(shí)間：2021-01-30 01:32

　　氫能,是一種易被高效利用、最清潔的可替代能源。目前,電解水制氫由于原料豐富、產(chǎn)物純凈、生產(chǎn)效益好等優(yōu)點(diǎn)而備受矚目。電解水制氫可分為兩個(gè)半反應(yīng),即陰極氫氣析出反應(yīng)（hydrogen evolution reaction,HER）和陽極氧氣析出反應(yīng)（oxygen evolution reaction,OER）,從而得到氫能。而電解水過程必須克服一定的活化能勢壘（即過電位）,通常需要電催化劑的幫助來降低過電位。Pt、RuO₂和IrO₂等都是十分理想的電極材料,但由于豐度低、價(jià)格昂貴在很大程度上限制了它們的應(yīng)用。在廉價(jià)金屬中,鈷受到了廣泛研究,其中,鈷基過渡金屬硫族化合物(Co₄S₃、Co_0.85Se和Co₃O₄)具有制備簡單可控、含量豐富和電解水性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。但由于這些電催化劑多數(shù)以粉體狀態(tài)存在,使得其在電催化水解過程中易發(fā)生囤聚沉降,導(dǎo)致電催化水解性能和穩(wěn)定性降低。本論文采用原位硫（硒）化或外加鈷源沉積氧化物策略,在泡沫鈷基材上制備鈷基... 

【文章來源】：湖南理工學(xué)院湖南省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電解水制氫示意圖

過渡金屬（Pt、Ir、Ru、Fe、Co、Ni 等）及其化合物廣泛研究[13-15]。其中貴金屬 Pt 類材料在 HER 電極催催化性能，在同等密度電流條件下，與同類 HER 催化和最小的塔菲爾斜率，因此以 Pt 類材料作為陰極催化實(shí)際應(yīng)用中 Pt 和 C 復(fù)合電極催化劑材料已被商業(yè)化釕的氧化物在 OER 電催化過程中與同類催化劑相比，能和良好的穩(wěn)定性，被認(rèn)為是理想的陽極催化劑。但上貴金屬 Pt、Ir 和 Ru 催化劑由于其稀缺性和高成本性等上還有一定的阻礙，而與大規(guī)模實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氫這一目標(biāo)還尚示，為貴金屬 Pt、Ir 和 Ru 與其他過渡金屬在地殼中的含化分解水領(lǐng)域中，貴金屬催化劑含量稀少，而 Fe、Co富一些，因此研發(fā)制備以 Fe、Co、Ni 等過渡金屬作為電、高催化活性的非貴金屬催化劑，對(duì)提高電解水制氫的用成本等顯得尤為重要。

1-3 HER 中電流密度對(duì)應(yīng)于各種材料表面氫吸附自由能的關(guān)系[化劑陰極 HER 催化劑，陽極 OER 催化劑要更復(fù)雜、更具挑件下，稀薄的質(zhì)子使 HER 動(dòng)力學(xué)變得相對(duì)緩慢，從而導(dǎo)直接取決于陽極 OER 反應(yīng)，而陽極 OER 過程通過氫氧根供質(zhì)子。另一方面，OER 涉及一個(gè)四電子傳遞機(jī)制(4e-是一個(gè)復(fù)雜而緩慢的過程，在更大程度上影響電解池的整金屬氧化物（IrO2/RuO2）在 OER 中扮演著非常重要的角高和稀有性阻礙了其在工業(yè)實(shí)際中的大規(guī)模應(yīng)用[21]。幸氧化物、硫化物、硒化物等 OER 催化劑已經(jīng)有了很多相好的催化性能[22-24]。2015 年，Gupta, Asha 等采用固態(tài)物了 Al 摻雜 LiNiO2復(fù)合材料，即 LiNi1-xAlxO2，在 1 M KO果表明當(dāng) x =0.2 時(shí) LiNi1-xAlxO2催化劑表現(xiàn)出最好 OER 化劑相比LiNi1-xAlxO2也表現(xiàn)很好的穩(wěn)定性[25]。2018年，W


本文編號(hào)：3007980