自支撑NiFe基金属氧化物阵列电极的构筑及其表面结构演变

发布时间：2021-04-10 16:13

　　传统燃料汽车的使用带来了能源短缺和环境污染问题,大力发展新能源汽车是解决上述问题的有效途径。现有新能源汽车以锂离子电池为动力电池,其能量密度和功率密度较低,造成新能源汽车续航时间短、启动速度慢等问题。以清洁氢气为能量来源的燃料电池凭借其高转化效率、高能量密度、高安全性、长时间连续供电、环境友好等优点受到了人们的广泛关注。目前氢气主要来源于石油化工冶炼过程,但是由石油化工获得的氢气含有少量的碳杂质,容易引起燃料电池铂基催化剂中毒并失活,导致燃料电池性能急剧降低。电解水是高效、快速制备高纯度氢气的重要手段。然而,电解水过程中析氧反应速率较低是制约高效电化学产氢的关键。以氧化铱为代表的贵金属基析氧催化剂虽然催化活性较高,但是其储量较低,且开发成本较高,限制了电解水池的大规模应用。而廉价、高效、稳定的非贵金属析氧催化剂对于电解水制备氢气的规模化生产至关重要。在现有非贵金属催化剂中,以铁镍双金属为催化活性中心的磷化物、硫化物、氢氧化物展现出了优异的析氧动力学活性,其关键在于金属活性中心优异的电子结构,可以获得优化的“活性位点-析氧反应过渡态”结合能。然而,目前现有铁镍基电催化剂的金属活性位点数量... 

【文章来源】：河南大学河南省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电解水池结构示意图（阴极主要是由H2O分子得到电子（e）被还原成氢气（H2），阳极由OH离子失去4个电子被氧化成O2）

效催化剂制备策略（通过催化剂活性中心的电子结构调控，达到优化的活性位点结合能，从而降低反应势垒，获得低析氧电位、高电流密度的催化剂）。5 析氧催化剂的研究进展报道的析氧催化剂如下图所示（图 1-3，1-4，1-5，1-6），主要包括以其氧化物（图 1-3）、过渡金属氧化物、金属氢氧化物（图 1-4）、金属氮钛矿、金属硫化物、碳材料（图 1-6）以及二元或多元金属氧化物/碳) (b)

图 1-2. 高效催化剂制备策略（通过催化剂活性中心的电子结构调控，达到优化的活性位点-氧过渡态结合能，从而降低反应势垒，获得低析氧电位、高电流密度的催化剂）。1.5 析氧催化剂的研究进展目前报道的析氧催化剂如下图所示（图 1-3，1-4，1-5，1-6），主要包括以下几类：贵金属及其氧化物（图 1-3）、过渡金属氧化物、金属氢氧化物（图 1-4）、金属氮化物（图1-5）、钙钛矿、金属硫化物、碳材料（图 1-6）以及二元或多元金属氧化物/碳复合材料。(a) (b)

【参考文献】：
期刊论文
[1]《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》实施以来江苏科技发展的成效与影响研究[J]. 李隼,朱志凌.  江苏科技信息. 2015(03)



本文编号：3129942