镍钴氮共掺杂碳基复合物的制备及其电化学性质

发布时间：2024-03-16 10:04

　　氧还原反应(ORR)是燃料电池的重要反应过程,制备具备优异催化性能的ORR催化剂是燃料电池研究的主要内容之一。然而经历几十年的发展,当前最有效的ORR催化剂仍然是贵金属催化剂(Pt/C等),但是贵金属催化剂却存在着资源稀少、价格高昂和易被醇毒化等不可避免的缺陷,这严重阻碍其商业推广。因此,寻找一种来源丰富、价格低廉以及具备良好的耐醇性催化剂来替代贵金属催化剂就显得尤为重要了。研究表明,某些过渡金属(如Fe、Co、Ni和Mn等)具有优异的催化活性,其中Co/Ni金属在碱性、中性环境下对ORR具有良好的催化效果,以碳材料作为载体掺杂氮元素后催化剂的催化活性能够进一步得到提升。作为燃料电池中重要的组成部分,醇燃料电池与锌-空气电池具有优异的性能,对它们的研究具有重要的意义。本文分别以蜂窝碳与碳球作为催化剂载体,以镍钴盐作为金属源以及用双氰胺作为氮源制备出具有优异性能的碳掺杂Ni-Co-N催化剂。研究了这些催化剂的ORR催化活性和耐醇性。此外,将催化剂应用于碱性醇燃料电池以及不同环境下的锌-空气电池,并进行一系列的电池放电测试。(1)首先,采用PMMA模板法制备了具有规则六边形结构的蜂窝炭;然...

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图1.1DAFC的工作原理示意图

第1章绪论-4-图1.1DAFC的工作原理示意图Fig1.1SchematicdiagramoftheworkingprincipleofDAFC1.2.3直接醇燃料电池的面临问题尽管近年来DAFC取得了显著进展，但要使其商业化仍需不懈努力。聚合物电解质膜(PEM)和贵金属催化剂....

图1.2锌-空气电池的工作示意图

第1章绪论-6-图1.2锌-空气电池的工作示意图Fig1.2Schematicdiagramofworkingofzinc-airbattery1.3.1锌-空气电池的分类与工作原理锌-空气电池可以分为中性和碱性两大体系，其延伸主要为四种类型的锌-空气电池。分别是中性锌-空气电池....

图3.1HC(a),Ni3Co1-N/HC-20(b),Ni3Co1-N/HC-30(c)和Ni3Co1-N/HC-40(d)催化剂的SEM图

第3章镍钴氮共掺杂的蜂窝碳复合物制备及其氧还原电活性-22-图3.1HC(a),Ni3Co1-N/HC-20(b),Ni3Co1-N/HC-30(c)和Ni3Co1-N/HC-40(d)催化剂的SEM图像,Ni3Co1-N/HC-40的EDS图插入在图3d。Fig3.1SEMim....

图3.3蜂窝状纳米碳的可能形成机制：（I）将树脂填充在乳液模板之间的空隙中，（II）将软化的树脂连接在一起，（III）在热解过程中去除模板并形成蜂窝状纳米碳

湖南科技大学硕士学位论文-23-更稳定的六角结构[146,147]。树脂完全碳化后，最终形成蜂窝状纳米碳。图3.2Ni3Co1-N/HC-40催化剂的TEM图，粒径分布插入在图3.2cFig.3.2TEMimages(a,b,c)oftheNi3Co1-N/HC-40cataly....

本文编号：3929496