基于双层结构非贵金属催化剂的高效稳定太阳能分解水研究
发布时间：2021-08-12 09:53
近年来随着各种能源资源的枯竭,分解水制氢成为解决能源危机的重要途径。为了实现分解水制氢燃料的可持续生产,需要用低成本的高效稳定析氢反应（HER）和析氧反应（OER）电催化剂替代Pt和IrO2等贵金属催化剂。对此,我们在泡沫镍上利用简单的电沉积方法制备了双层结构非贵金属磷化物、硫化物催化剂,其丰富的界面及表面多孔结构的协同作用加快了各界面间的电荷传输。将制备的电极与太阳能电池片串联后,更实现了高效稳定的无辅助太阳能驱动分解水。我们主要开展了如下两方面的工作:（1）采用简单的电沉积方法在泡沫镍（NF）表面制备了一种高效、稳定和双功能的Ni-Co-S/Ni-Co-P双层电催化剂。Ni-Co-P/NF界面上的有效接触以及Ni-Co-S表面的多孔结构,使该双层催化剂在碱性溶液中同时表现出了优异的OER和HER电催化活性。对于HER,电流密度为-20 mA/cm2时仅需-0.11 V vs.RHE,对于OER,电流密度50 mA/cm2时为1.47 V vs.RHE,明显优于Ni-Co-S或Ni-Co-P单独沉积在NF上的电催化活性。更重要的是,其作为全分解水系统的双功能催化剂时,在1.49 V电...
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３?（Ａ）和（Ｃ）是各个样品ＨＥＲ和ＯＥＲ线性扫描曲线，（Ｂ）和（Ｄ）是ＮｉＳ／ＮｉＳ２在５００个循环??伏安测试前后的ＨＥＲ和ＯＥＲ线性扫描曲线??
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基于双层结构非贵金属催化剂的高效稳定太阳能分解水研宄?第一章??过１．８?Ｖ的电压ｔ３１］，为了解决这一问题，研究人员研宄出一种光伏组件（ＰＶ）?／电解槽??（ＥＺ）串联电池来满足无辅助光解水的光电压要求。??■?Ｈｈ??热?ＯＥＲ?ＨＥＲ??ｌｌｌｌ??图１－７?ＰＶ／ＥＺ串联电池示意图??如图１－７所示，ＰＶ／ＥＺ串联电池包含光吸收组件（ＰＶ）和电解槽组件（ＥＺ）两个??组件。在该系统中，ＰＶ与ＥＺ性能的耦合决定了整体分解水的性能。ＰＶ／ＥＺ电池的效??率由ＰＶ的效率和析氢反应（ＨＥＲ）和析氧反应（ＯＥＲ）的过电势决定。串联光伏电??池可以提供大于１．２３?Ｖ的电势，然而，光伏电池的串联电阻导致填充因子的降低，这??直接关系到无辅助太阳能驱动光解水的效率｜３２｜：??Ｔ１ＳＴＨ?＝?１?．２３?Ｖ?Ｘ?ｊｏｐ?／?Ｐｓｕｎ??其中ｊｏｐ是电流密度，Ｉ＼ｕｎ是单位面积上的光照强度。??１．３．２无辅助太阳能驱动分解水研宄进展??１５｜????????????????１???（ａ）?ＰＶ?ｍａｘｉｍｕｍ?１２?■?１４．８??ｐｏｗｅｒ?ｐｏｉｎｔ?１?＊?＊?一?１??－￣１?＂Ｔｐ／?￣?＇〇?？??１?＼?｜８，?＿９８１??ｆ?ｆ６．?－７，１??卜?Ｉ?－！??＂?／?２．?．２．５?Ｉ??°０?０．５?１?１．５?２?２．５?°０?２０?４０?６０?８０?１００??Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?［Ｖ］?Ｔｉｍｅ?［ｈｉ??图１－８?（ａ）?ＳＨＪ模块与ＰＥＭ电解单元集成的伏安特性曲线，展示了高效太阳能制氢光伏组件??和分解水组件的优化配置。（
【参考文献】：
期刊论文
[1]非贵金属电催化析氧催化剂的最新进展[J]. 赵丹丹,张楠,卜令正,邵琪,黄小青. 电化学. 2018(05)
[2]扫描电子显微镜在无机材料表征中的应用[J]. 杨志远,杨水金. 湖北师范学院学报(自然科学版). 2015(04)
[3]原位透射电子显微术研究进展[J]. 李霞章,DENG Fei,NI Chao-ying,陈志刚. 理化检验(物理分册). 2015(04)
本文编号：3338096
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３?（Ａ）和（Ｃ）是各个样品ＨＥＲ和ＯＥＲ线性扫描曲线，（Ｂ）和（Ｄ）是ＮｉＳ／ＮｉＳ２在５００个循环??伏安测试前后的ＨＥＲ和ＯＥＲ线性扫描曲线??
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基于双层结构非贵金属催化剂的高效稳定太阳能分解水研宄?第一章??过１．８?Ｖ的电压ｔ３１］，为了解决这一问题，研究人员研宄出一种光伏组件（ＰＶ）?／电解槽??（ＥＺ）串联电池来满足无辅助光解水的光电压要求。??■?Ｈｈ??热?ＯＥＲ?ＨＥＲ??ｌｌｌｌ??图１－７?ＰＶ／ＥＺ串联电池示意图??如图１－７所示，ＰＶ／ＥＺ串联电池包含光吸收组件（ＰＶ）和电解槽组件（ＥＺ）两个??组件。在该系统中，ＰＶ与ＥＺ性能的耦合决定了整体分解水的性能。ＰＶ／ＥＺ电池的效??率由ＰＶ的效率和析氢反应（ＨＥＲ）和析氧反应（ＯＥＲ）的过电势决定。串联光伏电??池可以提供大于１．２３?Ｖ的电势，然而，光伏电池的串联电阻导致填充因子的降低，这??直接关系到无辅助太阳能驱动光解水的效率｜３２｜：??Ｔ１ＳＴＨ?＝?１?．２３?Ｖ?Ｘ?ｊｏｐ?／?Ｐｓｕｎ??其中ｊｏｐ是电流密度，Ｉ＼ｕｎ是单位面积上的光照强度。??１．３．２无辅助太阳能驱动分解水研宄进展??１５｜????????????????１???（ａ）?ＰＶ?ｍａｘｉｍｕｍ?１２?■?１４．８??ｐｏｗｅｒ?ｐｏｉｎｔ?１?＊?＊?一?１??－￣１?＂Ｔｐ／?￣?＇〇?？??１?＼?｜８，?＿９８１??ｆ?ｆ６．?－７，１??卜?Ｉ?－！??＂?／?２．?．２．５?Ｉ??°０?０．５?１?１．５?２?２．５?°０?２０?４０?６０?８０?１００??Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?［Ｖ］?Ｔｉｍｅ?［ｈｉ??图１－８?（ａ）?ＳＨＪ模块与ＰＥＭ电解单元集成的伏安特性曲线，展示了高效太阳能制氢光伏组件??和分解水组件的优化配置。（
【参考文献】：
期刊论文
[1]非贵金属电催化析氧催化剂的最新进展[J]. 赵丹丹,张楠,卜令正,邵琪,黄小青. 电化学. 2018(05)
[2]扫描电子显微镜在无机材料表征中的应用[J]. 杨志远,杨水金. 湖北师范学院学报(自然科学版). 2015(04)
[3]原位透射电子显微术研究进展[J]. 李霞章,DENG Fei,NI Chao-ying,陈志刚. 理化检验(物理分册). 2015(04)
本文编号：3338096
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