高效金属磷化物基电催化剂的制备及其分解水性能研究

发布时间：2021-06-07 11:16

　　近年来,化石能源的枯竭和环境污染问题日益突出,寻求绿色可再生能源代替化石能源是解决能源危机与环境污染问题的最佳途径。氢能具有清洁、高效、方便储存和运输方便等优点,是最理想的新型能源。电催化分解水制氢因其效率高、产气纯度高、环境友好以及能量波动适应性强等优点,在氢能开发技术中展现出了极佳的应用前景。目前贵金属及其氧化物表现出优异的电催化活性,但由于稀缺性和高成本限制了它的应用。因此,探索开发稳定、高效、价格低廉的非贵金属电催化剂,成为亟待解决的问题。过渡金属磷化物,是将磷原子引入过渡金属的晶格中而形成的一类间充化合物,其结构稳定、电子电导率较高和化学稳定性良好。由于过渡金属磷化物中磷原子电负性较大,对于分解水反应中间体具有合适的吸附能,从而有利于获得较高的电催化活性和稳定性。相对于单金属磷化物,双金属磷化物可发挥两种不同金属元素的协同作用,不仅可以改变电催化剂电子结构,加快电荷传输速率,还可以为表面反应提供更多的活性位点,从而提高催化剂的催化活性与稳定性。本论文以镍基过渡金属磷化物为研究对象,设计与制备了系列镍基过渡金属磷化物电催化剂,系统研究了其电催化分解水析氢反应（HER）以及析氧反... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

HER（左）和OER（右）的典型极化曲线

效磷化物基电催化剂的设计制备与分解水性能研究难以接触的催化物质/内部原子，较难获得准确时，根据表面原子或材料易于接近的催化位点然是相关和有用的。的基本原理，电解槽由电解质、阴极和阳极三个部分组成。为在阴极和阳极，以促进水分解反应。通过施加分解成氢气和氧气，将氢气储存作为燃料，并将解反应可分为两个半反应：产生氧气的水氧化反水还原反应（或析氢反应）。

江苏大学硕士学位论文 ΔGH几乎为零，因此，Pt 具有最好的析氢催化活性。但是，则 Hads 与电极表面强烈结合，使得初始 Volmer 步骤变fel 或 Heyrovsky 步骤很难进行。如果 ΔGH为正且较大，则表的相互作用较弱，导致较慢的 Volmer 步骤进而影响整个 H的非贵金属 HER 催化剂的 ΔGH应几乎为零。


本文编号：3216473