M-N x /C类非贵金属氧还原催化材料的构筑及其电化学性能研究

发布时间：2021-03-12 01:48

　　氧气还原反应是能量存储与转换装置如燃料电池、金属-空气电池中一个极其重要的反应。目前,铂（Pt）基催化剂仍是催化此缓慢反应的最为有效的电极催化剂。Pt价格昂贵、资源匮乏,限制了这些电化学装置的广泛商业化应用。开发廉价、高效、稳定的非贵金属催化剂是燃料电池大规模商业化的必由之路。M-N_x/C类催化剂具有氧还原催化活性高、稳定性好、抗甲醇渗透等优点,而且具有前驱体材料来源丰富、价格低廉等优势,是最具有发展前景的非贵金属氧还原催化剂。然而,此类催化剂在酸性溶液中的性能还有待提高,特别是对于在酸性的质子交换膜燃料电池中的实际应用来说。本论文构建了一系列M-N_x/C类催化剂,考察了它们在酸性和碱性溶液中的氧还原催化行为,采用TEM、氮气吸脱附测试、XRD、EDX、拉曼和XPS对催化剂的结构和组成进行了详细表征,并用CV、RDE和RRDE技术分析氧还原动力学和机理,以期探讨影响氧还原活性的关键因素,并分析催化剂中可能的活性位组成结构。研究成果主要包括:（1）采用硬模板方法,以双氰胺为氮源前驱体,制备了多孔氮掺杂石墨烯泡沫作为氧还原催化剂。该催化剂在酸性和... 

【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

燃料电池示意图

燃料电池组成及工作原理图

燃料电池分类及其基本原理


本文编号：3077469