Pt与Ru基电催化剂设计制备及甲醇氧化和产氢性能研究

发布时间：2021-10-07 12:22

　　发展新一代环境友好型的绿色能源体系逐渐受到世界各国的广泛关注。电化学能源存储与转换系统例如直接甲醇燃料电池、电解水装置等被视为有希望解决能源与环境问题的候选者。然而,在电化学系统中均涉及电化学反应,而缓慢的电极反应动力学限制了其商业化应用。为了加快电极反应动力学速率,常常需要低成本、高活性及稳定性的电催化剂。目前,商业Pt/C电催化剂在直接甲醇燃料电池阳极甲醇氧化反应（Methanol oxidation reaction,MOR）和电解水装置阴极产氢反应（Hydrogen evolution reaction,HER）过程中均表现出高的催化活性。然而,Pt的高成本、低储量及较差的稳定性限制了甲醇燃料电池和电解水装置的广泛商业化应用。因此,对甲醇氧化反应来说,急需制备高Pt利用率、高活性、稳定性及抗CO毒化能力的Pt基催化剂;而在产氢反应方面,急需制备低价格、高活性及稳定性的HER催化剂。为了解决Pt/C中碳载体耐腐蚀性差的缺点,本论文首先将具有优异导电性、稳定性及大比表面积的二维FeP纳米片作为载体,制备了Pt/FeP催化剂。其甲醇氧化峰电流密度为0.994 mA/cm^2<... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：144 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

直接甲醇燃料电池的工作原理示意图

甲醇吸附及解离过程示意图如图1-2 所示。图 1-2 甲醇吸附及解离示意图Fig. 1-2 Schematic diagram of electrosorption and dissociation of methanol

哈尔滨工业大学工学博士学位论文结构有利于暴露更多的活性位点并增强传质，同时由于应，其甲醇氧化峰电流(354.8 mA mgPt-1)明显高于商业)，性能优异。另外，一维纳米结构由于拥有高的长径比更多的低配位数位点而在燃料电池领域受到广泛的关注用室温湿化学法合成了 PtxSn1-x超薄纳米线催化剂，由于Sn 诱导 Pt 的 d 带中心的降低，进而弱化了 CO 等含氧附，从而显著增强了其甲醇氧化性能。Pt 基二元或三元核壳纳米结构，通过改变 Pt 的电子结构阵应力来赋予材料优异的催化活性及抗 CO 毒化能力，而泛的应用[51-54]。Alayoglu 等人[55]通过两步多元醇法合成子，并采用类似方法合成了 PtRu 合金、两组分单金属 如下所示。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3422035