钴基电极材料的制备及电催化水分解性能研究

发布时间：2021-10-27 16:35

　　氢能是一种洁净、高效的二次能源,因其来源广泛、能量密度高和绿色无污染等优点成为理想的能源替代方式。电解水制氢技术实现了电能和化学能之间的转换,是最为理想的绿色无污染的制氢技术。水分解可分为两个半反应:析氢反应（HER）和析氧反应（OER）,这两个半反应对于全解水的效率都至关重要。发展经济有效、高活性和高稳定性的HER和OER电催化剂来增加电解水反应速率和降低析氢析氧过电位是整个电解水发展的关键。目前高效的OER电催化剂（Ru02和IrO2）和HER电催化材料（Pt、Ru和Rh等）依然是贵金属,但高昂的价格和稀有性限制了它们的广泛应用。对于析氧反应来说,金属Co及其合金在碱性介质中具有较低的过电位,成本低、易制备,并在阳极极化条件下抗腐蚀性强。OER过程中产生的高价钴氧化物CoOOH是催化析氧反应的活性位点,因此可作为理想的OER催化剂。对于析氢反应来说,过渡金属尤其是金属Co具有合适的氢吸附能,Co基氧化物或氢氧化物都能够很好地促进水的解离,因此钴基材料是具有极大应用前景的HER电催化剂。但是这些催化剂的活性和稳定性与贵金属相比仍有较大的差距,因此需要对材料进行适当的改性以提高催化剂的... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１＿１电解水体系装置示意图［１２］??

〇ｏｈ图１－２?（ａ）金属氧化物催化剂性能与中间体吸附能关系的ＯＥＲ火山图；（ｂ）各种ＯＥＲ催化剂在酸??液和碱液中的过电位比较［２１］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?（ａ）?ＯＥＲ?ｖｏｌｃａｎｏ?ｐｌｏｔ?ｆｏｒ?ｍｅｔａｌ?ｏｘｉｄｅｓ，?（ｂ）?Ｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｃａｌ?ｔｒｅｎｄ?ｉｎ?ｏｖｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ?ＯＥＲ??

ＡＧ〇－ＡＧｏｈ?［ｅＶ］?Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ?ｄａｔｅ?［Ｙｅａｒ］??图１－２?（ａ）金属氧化物催化剂性能与中间体吸附能关系的ＯＥＲ火山图；（ｂ）各种ＯＥＲ催化剂在酸??液和碱液中的过电位比较［２１］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?（ａ）?ＯＥＲ?ｖｏｌｃａｎｏ?ｐｌｏｔ?ｆｏｒ?ｍｅｔａｌ?ｏｘｉｄｅｓ，?（ｂ）?Ｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｃａｌ?ｔｒｅｎｄ?ｉｎ?ｏｖｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ?ＯＥＲ??ｃａｔａｌｙｓｔｓ?ｉｎ?ａｃｉｄ?ａｎｄ?ａｌｋａｌｉｎｅ１２１１??许多研究者发现，在ＯＥＲ过程中催化剂可能发生了结构变化，因为ＯＥＲ是在非常??髙的阳极电位下进行的，会造成ＯＥＲ的活性相与原始制备的样品不同，从而可能因为??缺乏反应期间电催化剂的结构信息而得出错误的结论＠＿２５］。因此，ＯＥＲ催化剂的深入??研宄需要伴随着原位技术的发展。然而

【参考文献】：
期刊论文
[1]我国氢气行业的现状及发展趋势[J]. 周连元.  气体分离. 2015(03)
[2]氢气的生产方法综述[J]. 郑秋艳,王少波,李绍波,李本东,王占卫.  低温与特气. 2009(06)



本文编号：3461981