三元金属硒化物的结构组成及其氧还原活性

发布时间：2021-03-06 03:35

　　质子交换膜燃料电池的阴极催化剂主要为铂基催化剂,由于其价格昂贵,严重制约了燃料电池的商业化进程。因此,亟需开发一种低成本、高氧还原活性及稳定性的非铂催化剂。二元硒化物虽然具有成本低及抗甲醇氧化等特点,但其氧还原活性与铂有较大差距。引入第三元素形成三元硒化物是提高其氧还原活性的有效方法之一,但目前三元硒化物的合成方法较复杂。本论文采用简单的微波法,制备并优化二元催化剂碳载钴硒（CoSe2/C）和碳载镍硒（NiSe2/C）,探讨并优化碳载钴镍硒（（CoxNi1-x）Se2/C）及碳载钌钴硒（Ru（CoSe2）/C）三元催化剂的制备方法,并系统研究二元及三元金属硒化物的结构组成和氧还原反应活性及稳定性,初步考察Ru（CoSe2）/C单电池性能。结果表明,经400 ℃热处理微波合成的CoSe2/C,主相由正交相转变为立方相,平均晶粒尺寸为33.9 nm,氧还原电位为0.68 V。经500圈加速老化实验,CoSe2/C-400℃性能仅衰减5.7%。NiSe2/C的最佳微波合成参数为:以BP2000为载体,硒/镍投料比为3.0,微波功率为800 W,微波时间为3 min,不需热处理。主相为立方相,... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：114 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１质子交换膜单电池（ａ）和膜电极组（ｂ）结构示意图??

图１．３活化能垒示意图??电流表面发生某一电化学反应，就必须克服反应的阻力，即活化能垒，这就是所??谓的活化能（ＡＧ），如图１．３所示。活化极化与电化学反应速率有关，电化学反应速??率又与电流密度有关，可用Ｔａｆｅｌ经验公式（Ｔａｆｅｌ方程）或者Ｂｕｔｌｅｒ－Ｖｏｌｍｅｒ来表示活??化过电势（ｔ！ａｃｔ）和电流密度（ｊ）间的关系：??＾ａｃｔ?＝?Ｕ?＋?ｂｌｎＪ?１－６??ａ?＝?－－＾ｌｎｊ〇?ｂ＝—?１－７??其中ａ相当于电流密度为ｌＡｃｍ＿２时的过电位，它与电极材料，电极表面状态，溶液??组成及温度有关，其值越小则过电势越小。ｂ为Ｔａｆｅｌ斜率，与其电催化剂性能有关。??其值越大，活化过电势越大，反应速率越慢。ａ为传递系数。ｊｏ为交换电流密度，也??受到电催化剂性能的影响。根据式１－７，对于某个反应，ｎ—定的时候，ａ的大小取决??于交换电流密度ｊｏ的大小，交换电流密度越大，则ａ越小。根据式（１－６），对于任意??电极，其活化过电势为：??＂ａｃｔ?＝?ｂｌｎｉ??对于比－０２燃料电池

〇?反应过程??图１．３活化能垒示意图??电流表面发生某一电化学反应，就必须克服反应的阻力，即活化能垒，这就是所??谓的活化能（ＡＧ），如图１．３所示。活化极化与电化学反应速率有关，电化学反应速??率又与电流密度有关，可用Ｔａｆｅｌ经验公式（Ｔａｆｅｌ方程）或者Ｂｕｔｌｅｒ－Ｖｏｌｍｅｒ来表示活??化过电势（ｔ！ａｃｔ）和电流密度（ｊ）间的关系：??＾ａｃｔ?＝?Ｕ?＋?ｂｌｎＪ?１－６??ａ?＝?－－＾ｌｎｊ〇?ｂ＝—?１－７??其中ａ相当于电流密度为ｌＡｃｍ＿２时的过电位，它与电极材料，电极表面状态，溶液??组成及温度有关，其值越小则过电势越小。ｂ为Ｔａｆｅｌ斜率，与其电催化剂性能有关。??其值越大，活化过电势越大，反应速率越慢。ａ为传递系数。ｊｏ为交换电流密度，也??受到电催化剂性能的影响。根据式１－７，对于某个反应，ｎ—定的时候，ａ的大小取决??于交换电流密度ｊｏ的大小


本文编号：3066367