电解海水用镍合金析氢阴极材料的研究
发布时间：2021-12-19 03:18
随着全球能源使用量的增长,化石燃料等能源将日益枯竭并对环境产生严重影响。氢能源的大规模使用将使人类进入一个可持续发展的时代,而大规模、廉价地生产氢气是开发和利用氢能的重要前提。在众多的制氢方法中,电解水制氢成本低、氢气纯度高、技术优势明显。我国海洋资源丰富,将海水作为电解析氢的介质,将有广阔的发展前景。目前关于电解海水制氢阴极材料的研究以电沉积法为主,主要集中在提高电催化活性和降低析氢过电位的电极材料的开发上,本文旨在采用粉末冶金法对电解海水用镍合金析氢阴极材料进行探索。本文以Ni、Fe、Cu、Cr等粉末为原料,采用元素粉末反应合成法设计制备了一系列二元、三元、四元镍合金多孔阴极材料。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、背散射电子衍射等对电极材料的表面形貌、物相成分进行表征,并通过阴极极化曲线、循环伏安曲线、交流阻抗谱等电化学方法对电催化活性、析氢稳定性、抗海水腐蚀性进行分析。研究工作主要取得如下成果:制备的Ni-Fe、Ni-Cu、Ni-Fe-Mo-Cu、Ni-Cr-Mo-Cu多孔合金不适宜用作电解海水析氢阴极材料。在电化学测试过程中,这些多孔合金经阴极极化曲线测试后均出现了不同程度的腐蚀...
【文章来源】： 湘潭大学湖南省
【文章页数】：60 页
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 氢能的利用与开发
1.1.1 氢能概述
1.1.2 氢能的制备
1.2 海水资源的利用与开发
1.3 析氢电极概述
1.3.1 水电解析氢电极概述
1.3.2 电解海水析氢电极研究概况
1.3.3 析氢阴极材料的制备方法
1.4 镍合金析氢阴极材料的探索思路
1.5 本文研究目的与主要内容
第2章 实验方法与设备
2.1 实验流程
2.1.1 实验设备
2.1.2 原料选取
2.1.3 原料混合
2.1.4 粉末压制
2.1.5 烧结工艺
2.2 多孔材料的性能表征
2.2.1 扫描电子显微镜和能谱
2.2.2 X射线衍射分析
2.2.3 孔结构测量
2.3 多孔阴极材料析氢电化学性能及析氢行为研究方法
2.3.1 测试体系
2.3.2 测试样品的准备
2.3.3 测试仪器
2.3.4 测试内容
第3章 电解海水用镍合金析氢阴极材料的探索
3.1 前言
3.2 二元多孔合金的探索
3.2.1 Ni-Fe多孔合金的制备与电化学测试
3.2.2 Ni-Cu多孔合金的制备与电化学测试
3.3 四元多孔合金的探索
3.3.1 Ni-Fe-Mo-Cu多孔合金的制备与电化学测试
3.3.2 Ni-Cr-Mo-Cu多孔合金的制备与电化学测试
3.4 本章小结
第4章 四种多孔镍合金电极组织结构与电解海水析氢性能
4.1 前言
4.2 四种多孔Ni合金电极的制备与测试
4.3 四种多孔Ni合金电极的表面形貌与微观结构表征
4.3.1 四种多孔Ni合金电极的表面形貌分析
4.3.2 四种多孔Ni合金电极的微观结构分析
4.4 四种多孔Ni合金电极的电解析氢活性分析
4.5 四种多孔Ni合金电极的电解析氢稳定性分析
4.6 四种多孔Ni合金电极的抗海水腐蚀性分析
4.7 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表论文及学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]氢能利用与发展综述 [J]. 于蓬,王健,郑金凤,张亮修,王恒元. 汽车实用技术. 2019(24)
[2]氢能的研究综述 [J]. 周锦,席静,王静,梁斌. 山东化工. 2019(03)
[3]储氢技术研究现状及展望 [J]. 李璐伶,樊栓狮,陈秋雄,杨光,温永刚. 储能科学与技术. 2018(04)
[4]铁在氯离子介质中腐蚀行为的研究 [J]. 杜艳芳,蔡雪花. 全面腐蚀控制. 2015(08)
[5]Ni42.2W19.2Fe18.9B19.7非晶合金的电化学腐蚀行为 [J]. 刘文胜,吴亚瑜,马运柱,张佳佳,叶晓珊,田海官. 中国有色金属学报. 2015(08)
[6]多孔金属材料制备工艺及展望 [J]. 田大容,柏凯,王扬,赵领晨,米娇娇,孙琦. 甘肃冶金. 2014(02)
[7]电沉积Ni-S/LaNi5多孔复合电极的电催化析氢性能 [J]. 王森林,段钱花. 中国有色金属学报. 2013(08)
[8]多孔金属材料制备方法的研究进展 [J]. 刘京雷,叶先勇,何元章,徐宏. 材料导报. 2013(13)
[9]磁控溅射镀膜的原理与故障分析 [J]. 郝晓亮. 电子工业专用设备. 2013(06)
[10]Ni/LaNi5多孔复合电极的制备及其析氢电催化性能 [J]. 张艺,王森林,李彩彩. 稀有金属材料与工程. 2012(03)
博士论文
[1]高活性镍基析氢电极的制备及其在碱性条件下析氢行为研究[D]. 曹寅亮.北京化工大学. 2013
硕士论文
[1]Ni-Fe-Mo系多孔电极材料的制备及其电催化性能研究[D]. 郭小花.湘潭大学. 2018
本文编号：3543669
【文章来源】： 湘潭大学湖南省
【文章页数】：60 页
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 氢能的利用与开发
1.1.1 氢能概述
1.1.2 氢能的制备
1.2 海水资源的利用与开发
1.3 析氢电极概述
1.3.1 水电解析氢电极概述
1.3.2 电解海水析氢电极研究概况
1.3.3 析氢阴极材料的制备方法
1.4 镍合金析氢阴极材料的探索思路
1.5 本文研究目的与主要内容
第2章 实验方法与设备
2.1 实验流程
2.1.1 实验设备
2.1.2 原料选取
2.1.3 原料混合
2.1.4 粉末压制
2.1.5 烧结工艺
2.2 多孔材料的性能表征
2.2.1 扫描电子显微镜和能谱
2.2.2 X射线衍射分析
2.2.3 孔结构测量
2.3 多孔阴极材料析氢电化学性能及析氢行为研究方法
2.3.1 测试体系
2.3.2 测试样品的准备
2.3.3 测试仪器
2.3.4 测试内容
第3章 电解海水用镍合金析氢阴极材料的探索
3.1 前言
3.2 二元多孔合金的探索
3.2.1 Ni-Fe多孔合金的制备与电化学测试
3.2.2 Ni-Cu多孔合金的制备与电化学测试
3.3 四元多孔合金的探索
3.3.1 Ni-Fe-Mo-Cu多孔合金的制备与电化学测试
3.3.2 Ni-Cr-Mo-Cu多孔合金的制备与电化学测试
3.4 本章小结
第4章 四种多孔镍合金电极组织结构与电解海水析氢性能
4.1 前言
4.2 四种多孔Ni合金电极的制备与测试
4.3 四种多孔Ni合金电极的表面形貌与微观结构表征
4.3.1 四种多孔Ni合金电极的表面形貌分析
4.3.2 四种多孔Ni合金电极的微观结构分析
4.4 四种多孔Ni合金电极的电解析氢活性分析
4.5 四种多孔Ni合金电极的电解析氢稳定性分析
4.6 四种多孔Ni合金电极的抗海水腐蚀性分析
4.7 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表论文及学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]氢能利用与发展综述 [J]. 于蓬,王健,郑金凤,张亮修,王恒元. 汽车实用技术. 2019(24)
[2]氢能的研究综述 [J]. 周锦,席静,王静,梁斌. 山东化工. 2019(03)
[3]储氢技术研究现状及展望 [J]. 李璐伶,樊栓狮,陈秋雄,杨光,温永刚. 储能科学与技术. 2018(04)
[4]铁在氯离子介质中腐蚀行为的研究 [J]. 杜艳芳,蔡雪花. 全面腐蚀控制. 2015(08)
[5]Ni42.2W19.2Fe18.9B19.7非晶合金的电化学腐蚀行为 [J]. 刘文胜,吴亚瑜,马运柱,张佳佳,叶晓珊,田海官. 中国有色金属学报. 2015(08)
[6]多孔金属材料制备工艺及展望 [J]. 田大容,柏凯,王扬,赵领晨,米娇娇,孙琦. 甘肃冶金. 2014(02)
[7]电沉积Ni-S/LaNi5多孔复合电极的电催化析氢性能 [J]. 王森林,段钱花. 中国有色金属学报. 2013(08)
[8]多孔金属材料制备方法的研究进展 [J]. 刘京雷,叶先勇,何元章,徐宏. 材料导报. 2013(13)
[9]磁控溅射镀膜的原理与故障分析 [J]. 郝晓亮. 电子工业专用设备. 2013(06)
[10]Ni/LaNi5多孔复合电极的制备及其析氢电催化性能 [J]. 张艺,王森林,李彩彩. 稀有金属材料与工程. 2012(03)
博士论文
[1]高活性镍基析氢电极的制备及其在碱性条件下析氢行为研究[D]. 曹寅亮.北京化工大学. 2013
硕士论文
[1]Ni-Fe-Mo系多孔电极材料的制备及其电催化性能研究[D]. 郭小花.湘潭大学. 2018
本文编号：3543669
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3543669.html
