能源催化领域第六主族元素化合物的透射电子显微学研究

发布时间：2024-12-04 23:35

　　电化学储能是未来清洁能源大规模并网的关键支撑技术之一,不仅有助于提升电网的灵活度和整体利用率,而且能促进多种交通工具和电子产品的广泛应用。在电化学储能系统中,锌空电池和制备氢/碳基燃料的反应池具有很高的研究价值和广阔的应用前景,它们通过相应的电催化反应以实现能量的存储与转换,而在这其中,电催化剂扮演了不可或缺的角色。虽然贵金属基催化剂具有良好的电催化反应活性,但是其价格昂贵且耐用性不佳,如果电催化储能技术长期依赖于地球稀缺的贵金属元素,将不利于未来清洁能源的广泛普及。如何开发环境友好、高效、低成本、耐用的非贵金属基催化剂,仍然是如今科学研究中重要的前沿问题。在对研究工作展开详述之前,本文首先介绍了透射电子显微学研究方法的发展历程、基本构造和工作原理。简要阐述了透射电子显微镜的起源、改进与现状,并且从电子束、样品、信号等角度出发,将透射电镜分为五大系统并逐一介绍其构造和原理。在透射电子显微学的应用部分中,除了介绍衍射、成像、能谱三种基本应用模式之外,也探讨了在时间维度上,原位模式作为一种复兴的综合表征手段,为未来透射电子显微学发展带来的新机遇和新挑战。本文的研究对象以第六主族元素化合物为主...

【文章页数】：198 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1全世界的人口数量与能源需求的增长趋势图

能量、物质、信息并称为人类社会的关键三要素,其中能量可以促进物质与信息的流动,也可以促进生物系统与社会组织向更高的有序度发展。能量的获取、转化、存储、消耗是一个完整的闭环,人类的生产与生活始终伴随着能量的循环过程。与能量循环有关的技术进步史,也是人类社会发展演化史的一个缩影。从原....

图1.2全世界的国家能源需求占比与能源结构的演化趋势图

随着全球人口数量的不断增长(图1.1),社会对能源的需求也在不断攀升,从20世纪70年代的每年50亿吨油当量到21世纪初的100亿吨油当量,30年间人口增加了六成但是总能源需求却增加了一倍[1]。按照这样的趋势,人们保守估计到2050年时,总能源需求将会再翻一番达到每年200亿吨....

图1.3利用清洁能源实现资源循环的方法的示意图

清洁能源是一种对生态环境友好的绿色能源,它的原材料可再生或不受资源限制,并且在严格定义下具有不排放污染物且净碳排放为零的特点。人们预计21世纪后的数十年间(图1.2),全球的能源结构将会发生明显的变化,而其中清洁能源在所有能源种类中表现出了最突出的增长趋势[2]。与此同时,中国和....

图1.4典型能量存储装置在额定功率与放电时间两个维度上的统计分布图

能量存储的方式有很多种(图1.4和图1.5),包括物理机械储能、电磁储能、热学储能、光(化)学储能、电化学储能等等基于不同原理的储能方式,其中物理机械储能包括飞轮(flywheels)储能、压缩空气(compressedair)储能和抽水(pumpedhydro)蓄能等,电磁....

本文编号：4014350