钴基电解水析氧催化剂的制备、表征及性能研究

发布时间：2024-02-21 06:20

　　能源消耗过度与环境污染日益严重等问题越来越突出,开发可再生、清洁、安全、高效的新能源成为了研究热点。而氢能因为是一种零污染、高效的可再生清洁能源,成为新一代能源发展战略主体。氢的来源广泛、制备方法多样,并且可以实现永续可再生循环。氢气目前的制备方法主要有天然气重整、石油裂解、煤气化和水电解。其中,电解水制氢技术具有零排放、制氢纯度高、可利用费电废热等资源并可耦合太阳能、风能、核能等可再生能源等优点,必将在发展氢能的过程中发挥主要作用,也必将对人类的生存环境及生活方式产生积极重大的影响。电解水制氢技术中主要包括电催化析氢反应(HER)和析氧反应(OER),而OER中涉及到多电子的转移和中间物质的吸附、脱附多过程,是一个动力学缓慢过程。相对HER,OER所需过电势高很多,是制约电解水制氢转换效率的瓶颈,而高效OER催化剂的引入,可以明显降低反应势能,提高催化反应效率。因此开发高效的OER催化剂是当前的研究重点。而目前贵金属Ir_O2、Ru_O2仍是目前最优的OER催化剂,但受贵金属的价格高、储量少、稳定性差等严重影响了电解水制氢技术大规模商业化应用。...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1三种类型的电解水技术示意图

钴基电解水析氧催化剂的制备、表征及性能研究1.2电解水制氢技术简介1.2.1电解水制氢技术分类根据电解质的种类、操作温度和离子剂，电解水制氢技术可主要分为三种类型[12,13]：（a）碱性电解水制氢技术（b）固体氧化物电解水制氢技术和（c）质子交换膜电解水制氢技术，如图1....

图1.2碱性电解水工作原理图

第1章绪论水分子、氢氧根离子通过。在阳极处，发生水氧化反应，发生水还原反应产生氢气。避免石棉膜压力过大，氢持阴阳两极电压平衡，碱性电解水不能快速启动运行。最高效率59%-70%，最高的电流密度小于400mAcm-2，是碱性电解技术仍具有几个缺点，例如有限的电解电流作压....

图1.3高温固体氧化物电解水工作原理图

图1.3高温固体氧化物电解水工作原理图kingprinciplediagramofhightemperaturesolidoxidee解水技术起源于美国通用电气公司为空间计划开时目的是电解水产生高纯氧气可供宇航员呼吸使阴阳两电极和质子交换膜电解质组成，其中质子....

图1.4质子交换膜电解水工作原理图

图1.4质子交换膜电解水工作原理图[17]Figure1.4Workingprinciplediagramofpotonexchangeelectrolyticwat水制氢技术的科学问题水制氢技术中主要涉及化学反应过程是电极两侧的电催化反应[1反应产氧过程和....

本文编号：3905165