全球范圍內能源短缺和環(huán)境污染的日益加劇,急迫要求發(fā)展可持續(xù)、環(huán)境友好的能量轉化儲存技術。氫能高效清潔,有望取代傳統(tǒng)化石燃料。電解水是制氫的一個重要途徑,但是陰極產(chǎn)氫效率受到陽極四電子析氧反應（OER）動力學遲緩的制約。因此,需要開發(fā)高效電催化劑提升OER動力學速率。釕、銥氧化物基等貴金屬是迄今最高效的OER催化劑,但其在商業(yè)上的廣泛應用受低儲量和高成本制約。研究發(fā)現(xiàn),廉價易得的過渡金屬材料如合金、硫化物、磷化物、碳化物、金屬氧化物、氫氧化物等,具有較好OER活性,其中FeNi合金應用前景較好。FeNi合金中,對FeNi₃的研究報道較多。但是目前還沒有系統(tǒng)研究FeNi合金催化劑組成、微觀結構和催化性能的工作見諸報道。一方面,合金化學組成不同使得催化劑本征活性產(chǎn)生差別;另一方面,催化劑的表觀催化活性還和微觀結構密切相關,活性位分散密度、暴露程度、催化層內傳質效率等都對催化性能有顯著影響�；诖�,本文開展了以下兩方面的工作:第一,開展了具有不同組成、微觀結構FeNi合金催化劑的制備及OER性能評價工作。在碳纖維紙上,首先采用水熱法生長鐵鎳基氫氧化物/碳酸鹽前驅體,再通過表...

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1水溶性和非水溶性金屬氧電池的金屬陽極的理論比能量、體積能量密度和標準電池電壓[31]

1.3.1鋅氧電池工作原理金屬氧電池具相當高的能量密度。對金屬氧電池陰極而言,氧氣在陽極作為反應物,放電前都一直儲存在電池外。對金屬氧電池陽極而言,鋰金屬被視為可充電金屬氧電池陽極的強勁候選者,由圖1.1可知,相比圖中其他金屬,鋰具有最高的理論比能量(5928Wh/kg)和僅....

圖1.2水溶性可充電鋅氧電池在充電狀態(tài)下的示意圖[31]

金屬氧電池具相當高的能量密度。對金屬氧電池陰極而言,氧氣在陽極作為反應物,放電前都一直儲存在電池外。對金屬氧電池陽極而言,鋰金屬被視為可充電金屬氧電池陽極的強勁候選者,由圖1.1可知,相比圖中其他金屬,鋰具有最高的理論比能量(5928Wh/kg)和僅次于鎂的極高的電池電壓(通常....

圖3.1 FeNi合金催化劑合成示意圖

本項工作開展了具有不同組成、微觀結構FeNi合金催化劑的制備及OER性能評價工作。如圖3.1所示,在碳纖維紙(CarbonFiberPaper,CFP)上,首先采用水熱法生長鐵鎳基氫氧化物/碳酸鹽前驅體,再通過表面吸附多巴胺、高溫焙燒轉化等步驟,制備出不同活性位組成、不同微觀....

圖3.2a不同F(xiàn)e、Ni摩爾比的水熱產(chǎn)物的X射線衍射圖譜(XRD)

首先,對使用不同Ni2+、Fe2+比例合成的樣品進行組成表征。圖3.2a為水熱反應后得到樣品的X射線衍射圖譜(XRD)。在無Ni2+而只有Fe2+前驅體條件下,水熱產(chǎn)物為Fe3O4。當Fe2+:Ni2+摩爾比為3:1或2:2時,水熱產(chǎn)物的四個主要衍射峰出現(xiàn)在2θ=11.8o,23....

本文編號：4041730