當前,傳統(tǒng)化石燃料資源的逐步減少以及對環(huán)境的威脅,對可再生和可持續(xù)能源的需求日益增加。在這種情況下,燃料電池是通過化學反應直接將化學能轉化為電能的裝置,由于其能量轉換效率高和污染程度低而受到了特別關注。然而,電極材料的高成本和低穩(wěn)定性阻礙了燃料電池的發(fā)展,因此為了解決這些問題,提高燃料電池的催化性能,許多研究集中在載體上,與來自傳統(tǒng)前體的碳基材料相比,金屬-有機骨架化合物(MOF)衍生的碳材料具有明顯的優(yōu)勢,例如高的比表面積和電導率,可控的孔隙率,獨特的形貌以及容易與其它雜原子官能化的特性,從而使其在能量存儲和轉換中得到了廣泛的應用。本論文的主要內容包括:電極與生物酶之間的直接電子轉移對于實現(xiàn)高效的酶促生物燃料電池反應至關重要。在第一部分工作中,通過將多壁碳納米管(MWCNT)穿插到金屬有機骨架衍生的多孔碳中,合成了一種乙醇生物燃料電池的高效陽極催化劑。多壁碳納米管插入金屬有機骨架衍生多孔碳(PC)在催化氧化還原態(tài)的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的氧化中可以用作陽極組分,從而使乙醇脫氫酶對乙醇電催化氧化過程能夠實現(xiàn)直接電子轉移的行為。PC/MWCNT是具有微孔,中孔和大孔的層級結構,...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1氫氧燃料電池裝置示意圖[14]

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-3-圖1-1氫氧燃料電池裝置示意圖[14]將富氫燃料提供給多孔陽極，在多孔陽極中，催化劑將氫分裂成電子和氫離子，電子跟隨外部電路到達陰極，而水合氫離子穿過電解質并與陰極表面反應。在陰極表面，氧氣得到電子進一步與氫離子結合生成水。質子交換膜燃料電池中....

圖1-2Pt-Co納米線的形貌和結構表征[18]

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-5-COads）特別強烈地吸附在Pt表面上，因此會阻塞Pt表面的活性部位，以進一步吸附反應物，直到它們被進一步氧化除去為止。已經探索了不同的策略來理解C–C斷裂和開發(fā)有效的EOR催化劑。雙功能機制是用于提高Pt或者Pd催化活性的常用方法。通過向Pt....

圖1-3PtRhFe-PNS@MXene納米雜化物的合成過程[21]

@MXene）作為乙醇氧化反應（EOR）的增強催化劑，如圖1-3所示表示了該材料的合成過程。令人印象深刻的是，經過成分優(yōu)化的Pt69Rh8Fe23-PNS@MXene催化劑表現(xiàn)出最高的比活性和質量活性以及對EOR的出色穩(wěn)定性，這可能是由于三金屬PtRhFe納米球與MXene納米片....

圖1-3PtAgNFs的形態(tài)和結構表征[22]

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-7-應（EOR）和乙二醇氧化反應（EGOR）的質量活性分別為3598.4和4587.2mA/mg，并顯示出極大的電化學活性和耐久性。同時，在甘氨酸和NG的促進作用下，獲得的PtAgNFs在500次循環(huán)后甚至可以保留EOR初始催化活性的49.8％和E....

本文編號：4005198