镍基硫属自支撑电极的制备及其电解水析氢性能的研究
发布时间：2021-04-18 12:24
随着能源需求的不断增加以及环境问题的日益严峻,大规模电解水制备氢能备受期待。目前,Pt基材料仍然是催化制氢的最优催化剂,然而高昂的成本以及有限的地球储量极大地限制了其广泛应用。因此,研发出具备高效、廉价的非贵金属基析氢催化剂是进一步实现大规模电解水制氢实际应用的关键。相较于粉体催化剂,自支撑催化剂在应用时无需复杂的成膜工艺,也不需要使用导电聚合物粘结剂。同时,自支撑催化剂具有更大的比表面积,更快的电解质扩散和气体释放速率,以及较高的稳定性等优势,更重要的是,可以根据不同的需求来构筑具备多级结构的新型催化剂。鉴于此,本论文的工作主要集中于对镍基硫属化合物自支撑催化剂电极的构筑及表征,并系统地探讨了所构筑电极的电催化析氢性能。论文围绕自支撑电极的构筑、结构的调控及表征、适用电解液的pH范围以及催化性能四个方面来对过渡金属镍基硫属自支撑电极的电解水析氢展开了相关的研究,具体研究内容如下:（1）通过低温一步硫化泡沫镍的方法成功制备了多相硫化镍/镍泡沫（m-NiSx/NF）自支撑电极,并详细探讨了硫粉用量对其表观形貌、结构组成以及电催化性能的影响。研究结果表明,当反应硫粉的...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
氢能源为载体的可再生能源系统总体概念[2]
华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文违背了我们使用氢能的初衷：减少空气污染和阻止全球变暖。电解水制氢技好可以满足我们的要求[4]。一方面它的原料是一种丰富的可再生氢源（水），面，其另一产物氧气也是一种我们不可或缺的气体资源，而且在大气中广泛对环境无害。到目前为止，铂基材料在电解水析氢领域仍然拥有着最为优异能，但是贵金属基催化剂不仅成本过于高昂，而且在地球上的储量也十分有以大规模的应用于实际工业化产氢[5]。因此，研发高效的非贵金属（由地球上富的元素组成）电催化剂对电解水制氢的大规模普及应用具有十分重要的现，也是当下众多科研者们的研究热点。
华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文步骤 1：H3O++*+ e-→ H* + H2O （Volmer 反应）步骤 2：2H* → H2（Tafel 反应）或步骤 2’：H3O++ H* + e-→ H2+ H2O（Heyrovsky 反应）其中，*表示的是催化剂的表面，H*表示的是吸附在催化剂表面的 H 中间体。
本文编号：3145469
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
氢能源为载体的可再生能源系统总体概念[2]
华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文违背了我们使用氢能的初衷：减少空气污染和阻止全球变暖。电解水制氢技好可以满足我们的要求[4]。一方面它的原料是一种丰富的可再生氢源（水），面，其另一产物氧气也是一种我们不可或缺的气体资源，而且在大气中广泛对环境无害。到目前为止，铂基材料在电解水析氢领域仍然拥有着最为优异能，但是贵金属基催化剂不仅成本过于高昂，而且在地球上的储量也十分有以大规模的应用于实际工业化产氢[5]。因此，研发高效的非贵金属（由地球上富的元素组成）电催化剂对电解水制氢的大规模普及应用具有十分重要的现，也是当下众多科研者们的研究热点。
华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文步骤 1：H3O++*+ e-→ H* + H2O （Volmer 反应）步骤 2：2H* → H2（Tafel 反应）或步骤 2’：H3O++ H* + e-→ H2+ H2O（Heyrovsky 反应）其中，*表示的是催化剂的表面，H*表示的是吸附在催化剂表面的 H 中间体。
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