直接甲醇燃料电池阳极催化剂的制备及性能研究

发布时间：2023-05-19 05:53

　　为了应对全球不断增长的能源需求以及不断升级的环境污染和气候变暖等问题,迫切需要寻找更环保的替代能源和开发高效的能量转换装置。在众多不同的能源系统中,直接甲醇燃料电池(DMFC)由于其优点多,如高的理论能量密度和能量转换效率,体积小,工作温度低,燃料甲醇廉价易得且便于运输和储存,是最有前途的能源发电机之一。作为便携式电源,可作为如手机、电脑、汽车等电子设备的电源。目前制约DMFC发展的主要因素之一是它的成本太高,使用贵金属催化剂,以Pt为代表的贵金属地壳含量稀有;另一方面,催化剂易被CO毒化而效率降低是造成电池高成本的主要原因,因而当前研究具有高活性且低负载量的Pt基催化剂,以及非贵金属(Ni、Co等)催化剂作为Pt的替代品用于甲醇燃料电池是当前研究的重点。本论文一方面选择合适的碳载体以提高Pt催化剂的活性。另一方面对非贵金属镍进行探究,制得改进的镍基催化剂(Ni₃S₂/CFs),并对其进行表征和电化学性能测试。(1)基于掺杂的石墨烯改性及其作为载体对催化剂性能的影响,制备以Co-N共掺杂的还原氧化石墨烯(RGO)为载体的Pt/Co,N-RGO...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 燃料电池的概述
        1.1.1 直接甲醇燃料电池(DMFCs)
        1.1.2 碱性直接甲醇燃料电池的概述及其工作机理(ADMFCs)
    1.2 直接甲醇燃料电池阳极催化剂载体
        1.2.1 炭黑
        1.2.2 碳纳米管
        1.2.3 石墨烯
        1.2.4 介孔碳
        1.2.5 碳纳米纤维
        1.2.6 其他载体
    1.3 直接甲醇燃料电池常用阳极催化剂
        1.3.1 铂基催化剂
        1.3.2 在碱性介质中Pt电催化氧化甲醇的机理
        1.3.3 钯基催化剂
        1.3.4 非贵金属催化剂
    1.4 常用的阳极催化剂制备方法
        1.4.1 浸渍-液相还原法
        1.4.2 溶胶凝胶法
        1.4.3 微波法
        1.4.4 电化学沉积法
        1.4.5 化学沉积法
        1.4.6 共沉淀法
        1.4.7 其他方法
第二章 Pt/Co,N-RGO的制备及其催化氧化甲醇的性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 化学试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 催化剂Pt/Co,N-RGO的制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 催化剂Pt/Co,N-RGO的结构表征
        2.3.2 催化氧化甲醇的电化学性能测试
    2.4 结论
第三章 Ni₃S₂/CFs的制备及其催化氧化甲醇的性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 化学试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 制备过程
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂的结构表征
        3.3.2 电化学性能测试
    3.4 结论
第四章 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简况及联系方式



本文编号：3819784