氫氣因其可再生、清潔和質(zhì)量能量密度高等優(yōu)點而被視為一種極具前景的能源載體。通過水基電解池與氫燃料電池,我們就可以實現(xiàn)以氫氣為能源載體的能量存儲與轉(zhuǎn)換。由于過電勢的存在,基于電極反應(yīng)發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換過程效率受限,為此需要電催化劑加快電極反應(yīng)的進行從而提高能量轉(zhuǎn)換效率。Pt/C電催化劑性能優(yōu)異,但Pt儲量稀少,價格昂貴。此外,Pt與碳載體相互作用弱,Pt納米顆粒易出現(xiàn)團聚、脫落等問題從而造成催化性能下降。開發(fā)低成本、高活性與高穩(wěn)定性的電催化劑仍然是個重大挑戰(zhàn)。Pd的電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)與Pt類似,并且價格相對較低,被視為Pt的替代元素之一。對于因貴金屬與碳載體結(jié)合力弱而引發(fā)的穩(wěn)定性問題,一方面可利用金屬-載體強相互作用,使Pd納米顆粒穩(wěn)定分布在載體上;另一方面,使Pd與載體之間形成化學(xué)鍵合,實現(xiàn)Pd的原子級分散,調(diào)節(jié)催化劑整體的晶體結(jié)構(gòu)與電子結(jié)構(gòu),從而提升催化活性和穩(wěn)定性。鈮氧族化合物物相與結(jié)構(gòu)豐富,化學(xué)穩(wěn)定性好,在催化領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用價值。本論文基于化學(xué)熱力學(xué)計算與晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計,合成出Pd負載的低價態(tài)鈮氧化物（Pd/NbO_x）和Pd插層的硫化鈮（Pd_x

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

酸性環(huán)境下氫析出反應(yīng)的機理圖

圖 1.3 交換電流密度與氫吸附自由能關(guān)系圖[12]cano plot of exchange current density as a function of Gadsorbed atomic hydrogen研究現(xiàn)狀ER 電催化劑應(yīng)具有較低的 Tafel 斜率，較大的及良好的穩(wěn)定性[5]。目前最常用的 HER 電催性能優(yōu)異，但因 Pt 資源稀缺以及價格昂貴（模的實際應(yīng)用[19-20]。為此，人們開始合成其他的電催化析氫應(yīng)用，并取得了不錯的研究進展

圖 1.3 交換電流密度與氫吸附自由能關(guān)系圖[12]volcano plot of exchange current density as a function of Gibbsadsorbed atomic hydrogen劑研究現(xiàn)狀 HER 電催化劑應(yīng)具有較低的 Tafel 斜率，較大的交以及良好的穩(wěn)定性[5]。目前最常用的 HER 電催化劑其性能優(yōu)異，但因 Pt 資源稀缺以及價格昂貴（見圖規(guī)模的實際應(yīng)用[19-20]。為此，人們開始合成其他廉價們的電催化析氫應(yīng)用，并取得了不錯的研究進展。


本文編號：3227054