功能化纳米电催化剂的制备及其应用研究

发布时间：2021-08-02 14:35

　　传统化石燃料目前仍是人类的主要能量来源。随着经济和社会的快速发展,人类对能源的需求越来越大。传统化石燃料的大规模应用带来了诸多的环境问题,如温室效应、雾霾等。为实现人类社会的可持续发展,人们开始把目光转向更清洁、更高效、环境友好的发电技术——燃料电池。与传统的发电装置相比,燃料电池可直接将化学能转化为电能,而不受卡诺循环的限制,具有能量转换率高、可靠性高、无污染、无噪声等优点,被誉为是解决能源和环境危机的终极方案,是目前国内外的科研的热点。由于出色的电催化性能,铂基催化剂成为目前燃料电池催化剂的首选。然而由于其价格昂贵导致生产成本过高、抗毒化作用较弱、催化稳定性差以及活性衰退快等缺点,阻碍了燃料电池的商业化进程。为解决铂基催化剂存在的上述问题,非常有必要开发成本低、活性高、稳定性好、抗毒化能力强的替代催化剂。基于此,本论文采用步骤简单和易于拓展的方法分别制备出三种非Pt和低Pt含量的功能化纳米电催化剂,利用多种表征手段以及电化学测试方法,研究材料的组成、结构与性能之间的关系,并对其性能的规律性进行了总结。另外,由于介孔纳米碳材料具有优良的生物相容性,其孔径可调,热稳定性好等优点,常常应... 

【文章来源】：广东药科大学广东省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

碱性燃料电池工作示意图

广东药科大学硕士研究生学位论文性，也展现了燃料电池这种发电装置在高效、清洁、安全方面具备子交换膜燃料电池交换膜电池（PEMFC）是以氟磺酸型复合物作为电解质，氢为燃料系催化剂为电催化剂。H 在阳极中发生氧化，产生的 H+（经质子交经外电路）分别到达阴极。具体反应方程式如下所示。达阴极后，与氧发生还原，生产了水，如下所示：随尾气排出，不会稀释电解质。以下为 PEMFC 的示意图（图 1-2

图 1-3 DMFC 的示意图Fig.1-3 Schematic image of DMFC DMFC 使用的是甲醇燃料，甲醇能量效率高，易储存，结构简单因而在电动汽车和便携式电源的应用上有广泛的前景。但是 DMFC：（1）DMFC 和 PEMFC 一样，使用的是铂基催化剂，不仅成本高产物（CO、HCHO 等）会吸附在 Pt 上，占据活性位点，导致其失导致甲醇吸附减少，进而降低输出功率[7]；（2）由于目前 DMFC 的全氟磺酸膜，如 Nafion 膜，这会导致一个甲醇渗透现象，即甲醇会透渗透到阴极，这是由于甲醇的电渗析力和扩散导致的，因此造成了料转换率的降低。决这些缺陷，就必须研研制出对甲醇毒化耐受力更强的催化剂（无质子交换膜的性能。学反应机理简介

【参考文献】：
期刊论文
[1]层状双金属氢氧化物用于催化水氧化的研究进展[J]. 王瑞瑞,赵有璟,邵明飞,项顼,段雪.  化工学报. 2016(01)



本文编号：3317738