能源在現(xiàn)代社會的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用,滿足人類對可持續(xù)能源系統(tǒng)的需求是我們當(dāng)今時代的重大科學(xué)挑戰(zhàn)之一。作為先進(jìn)的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備,人工光合(Artificial Photosynthesis,APS)作用分解水器件將在可持續(xù)能源的發(fā)展和利用中發(fā)揮重要作用。然而,這些器件的大規(guī)模應(yīng)用受到光伏和水分解裝置中的昂貴電催化劑的阻礙。最近的研究表明,低成本的納米金屬硫族化合物由于其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì),具有能成為能源轉(zhuǎn)換和儲存系統(tǒng)中電催化劑的很大潛力。在本論文中,我們成功合成了具有新穎形貌的金屬硫族化合物,并將其和三維氮摻雜石墨烯海綿復(fù)合。將所得到的復(fù)合材料應(yīng)用到人工光合作用器件中,顯現(xiàn)出優(yōu)異的分解水性能。此外,通過原位透射電子顯微鏡的觀察,可以清楚地捕捉到金屬硫化物在析氧反應(yīng)中的實(shí)時結(jié)構(gòu)變化,揭示了電催化劑在析氧反應(yīng)中的相關(guān)機(jī)理。具體工作如下:第一,在氮摻雜三維石墨烯海綿上(Three-dimensional nitrogen-doped graphene foam,NGF)合成二維Ni_xS_y納米墻陣列(Ni_xS_y

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-3為PEC雙光電極串聯(lián)電池的構(gòu)造

而且無需外界施加偏壓的輔助。該器件的構(gòu)造簡單驅(qū)動全解水反應(yīng)，大大降低了能源的消耗和產(chǎn)氫成選擇合適帶隙的光吸收材料，可以使光陽極和光陰的互補(bǔ)，從而增加其吸收光譜的范圍，提高入射光由于在雙光電極體系中的光陽極和光陰極分別只作大大降低了體系對光陽極和光陰極能帶結(jié)構(gòu)的限制帶隙（理論上光陽....

圖1-4是PEC/PV串聯(lián)電池的構(gòu)造

進(jìn)行水分解的氧化或者還原半反應(yīng)，而PV器件中所來進(jìn)行水分解的另一個半反應(yīng)[17]。在PEC/PV串聯(lián)的光電壓可以為器件提供額外的偏壓[18]。寬帶隙的半EC的電極中，同時PEC的電極材料必須具有足夠的件進(jìn)一步收集太陽光。在這種裝置中，PEC中的陽極原反應(yīng)沒有直接關(guān)....

圖2-1NixSy/NGF的制備流程圖

Figure2-1SchematicillustrationforthepreparationofNixSy/NGFhybrids圖2-1NixSy/NGF的制備流程圖2.2.4對電極的制備將10mgNixSyNW/NGF加入20mL的乙醇....

圖2-2NixSyNW/NGF、純NixSy和NGF的XRD圖譜

:ERHE(V)=EAg/AgCl+0.059pH+0.197。極化曲線是通過線性掃描掃速為5mVs-1。Tafel斜率是通過擬合過電勢（η）與log（J）的于兩電極體系的全解水實(shí)驗(yàn)，其催化性能由LSV曲線表征，測試從2V至0V，掃速為5m....

本文編號：3956090