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基于氧还原和析出反应的金属复合催化剂设计和制备

发布时间:2021-03-05 01:46
  众所周知,能源危机和环境问题是目前地球上急需面临的两大重要课题。长期以来,能源供给主要依赖化石燃料这一不可再生能源,不仅能量利用效率低,同时在使用过程中对环境造成污染,因此,寻求一种清洁、能量转换效率高的新型可再生的能源载体替代传统化石燃料将具有非常重大的现实意义。目前,在新型可再生能源的转化和存储技术方面已进行了大量的探索,如氢能。氢能领域中电解水产氢和氢氧燃料电池是两大关键技术。二者的能量转换效率在很大程度上取决于与氧气相关的半反应过程;电解水反应中的氧析出反应(OER)和燃料电池中的氧气还原反应(ORR)在反应动力学上的反应速率均远小于相应对电极上的氢气析出反应(HER)和氧化反应(HOR)。为了提高能量转换效率以满足实际的需求,OER和ORR必须要借助催化剂的催化作用,而目前催化剂主要依赖于贵金属基材料,如铂或铂合金,氧化钌,氧化铱等;然而这些贵金属在地壳中储量有限,成本高昂,难以满足长期大规模应用的需求,因此寻求可替代贵金属的高效、稳定及成本低廉的电催化剂成为解决该问题的关键。目前已有大量关于过渡金属基催化剂具有高效氧还原和氧析出催化活性的研究报道,同时过渡金属在地壳中储量丰... 

【文章来源】:中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市

【文章页数】:139 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

基于氧还原和析出反应的金属复合催化剂设计和制备


燃料电池类型及反应原理图

结构图,氢氧燃料电池,结构图


士学位论文 图 1.2 氢氧燃料电池结构图[15]chematic illustration of fuel cells wit料电池最先被推向应用,将氢气国家航空航天管理局的 Apo系统,发展至今该项技术一直是液态的氢氧化钾溶液作为电其在其他领域的广泛应用。首,生成的碳酸盐晶体(如 K2C氧化剂中必须只能含有极低浓

结构图,碱性燃料电池,结构图


严重影响电池运行的性能,稳燃料电池的商业化进程[17, 20]。为了离子传导的聚合物固体电解质以取电池中阴离子聚合物电解质膜的研性阴离子交换膜燃料电池具有如下氧气还原反应动力学;(2)碱性环分非贵金属型催化剂的开发利用;(大地降低燃料的交叉反应。以阴离子(OH-)聚合物交换膜作为类氢氧燃料电池,其工作原理结构生氧化反应生成质子和电子,电子氧根离子(OH-),OH-再通过阴离水。

【参考文献】:
博士论文
[1]碳基非贵金属氧还原催化剂的制备及性能研究[D]. 乔校畅.华南理工大学 2016
[2]低温燃料电池低铂催化剂的制备及性能研究[D]. 高海丽.华南理工大学 2011

硕士论文
[1]纳米过渡金属氧化物作为析氧电极的研究[D]. 卢帮安.哈尔滨工程大学 2012



本文编号:3064346

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