目前,人類正面臨著能源短缺與環(huán)境污染的嚴峻問題,因此開發(fā)清潔能源勢在必行,而燃料電池被認為是目前最有發(fā)展前景的環(huán)保、高效新型能源。但是,由于燃料電池陰極氧還原反應動力學速率遲緩,大大限制了其性能的提高。目前燃料電池最有效的陰極催化劑是鉑碳,但是卻由于鉑資源匱乏,價格高昂,限制了燃料電池的大規(guī)模應用。因此,開發(fā)儲量豐富、價格低廉、催化性能優(yōu)良的非貴金屬催化劑迫在眉睫。石墨化碳材料由于其優(yōu)異的電荷傳導能力、化學穩(wěn)定性以及極大的比表面積等優(yōu)勢而在電催化領域展現(xiàn)出了巨大的應用前景。因此本論文使用簡單的制備方法,制備出了具有三維結構且氧還原性能優(yōu)異的石墨化碳材料,并對其結構、形貌和電化學性能等進行了深入研究。主要研究內容和結論如下:以鋰為還原劑、二氧化碳為碳源,采用一步還原法成功制備出三維石墨化碳材料催化劑。制備得到的石墨化碳材料具有花狀的三維結構。經過電化學測試,發(fā)現(xiàn)當反應溫度為600℃時,鋰與二氧化碳反應24 h制備的石墨化碳表現(xiàn)出最佳的氧還原催化性能:催化劑的起始電位為0.91 V、半波電位為0.78 V,極限擴散電流密度為5.66 mA cm^-2,轉移電子數(shù)接近4,... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

質子交換膜燃料電池的結構與工作原理示意圖

燃料電池的陰極氧還原反應是非常復雜，不但涉及了電子和羥基程中還有多種中間產物的產生，使對氧還原反應的研究變得更加還原的詳細機理目前并沒有完全研究清楚，也沒有統(tǒng)一的觀點。就以在堿性介質中的氧還原反應為例，結合圖 1-2 對氧還原的反]。

材料作為基本結構單元構成富勒烯、碳納米管和石墨等碳極催化劑已被證明能有效地催化燃料電池的氧還原應用需求，氮摻雜石墨烯引起了研究者相當大的興，可大大提高石墨烯催化劑的氧還原催化性能，并,45]。一種非金屬碳材料，由于其較高的比表面積、優(yōu)異和耐蝕性，被認為是一種高效的 ORR 催化劑。此外 催化劑相比，碳納米管應用于燃料電池時，更易保后，可以起到更明顯的效果。與二維碳布電極相比表面積。此外，碳納米管優(yōu)異的電化學性能可以促力的電極材料[46]。用化學氣相沉積法（CVD）制備了氮摻雜碳納米管

【參考文獻】：
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本文編號：3327792