磷化镍材料的结构调控及电解水制氢性能

发布时间：2024-04-02 21:04

　　氢能因储能密度高、零碳排放等优势,被认为是21世纪中最理想的清洁能源。然而,目前工业上普遍使用石油、天然气等原料制取氢气(H₂)的现状,无疑加剧了化石能源的枯竭和环境问题的严峻化。因此,发展原料可再生、环境友好的制氢方法具有重大意义。电解水制氢以水为原料制取H₂,具有操作简单、产品纯度高且绿色环保等优势,引起了国内外研究者的广泛关注。从反应机理来看,电解水由析氢反应(HER)和析氧反应(OER)等两个半反应组成;由于其中的OER是多电子转移反应,使得电解水需在较大过电位下进行,进而导致电解水制氢需要消耗大量电能。因此,使用高活性、高稳定性催化剂以降低反应过电位具有重大意义。目前,最高效的HER和OER催化剂分别是铂(Pt)和二氧化铱(IrO₂)或二氧化钌(RuO₂),但价格昂贵、稳定性低等缺点限制了这些贵金属催化剂的实际应用。因此,迫切需要开发低价格、高活性的非贵金属HER和OER催化剂。本论文在查阅国内外磷化镍(Ni₂P)研究进展的基础上,对Ni₂P做了...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1典型的基于光阳极的PEC水分解池示意图

2[14]。如图1-1所示，常见的PEC水解装置主要由阳极、阴极及中间的连接线组成；其中阴极材料一般为金属（如铂黑）材料，而阳极一般为具有光电效应的半导体材料。PEC水解的工作原理为：当光照射到半导体光电极

图1-2基本的电解水装置示意图

[28]Figure1-2Aschematicillustrationofabasicwaterelectrolysissystem.如图1-2所示[28]，一个基本的电解水装置由阳极、阴极、电源和电解质组成，其中的电源一般选择直流电源以维持电力平衡。工作原理....

图1-3RuP2@NPC的TEM图（a）；RuP2@NPC、RuP2NPs、Pt/C、NPC和裸玻碳电极在0.5MH2SO4（b）、1.0MKOH（c）和1.0MPBS（d）溶液中，5mVs-1扫速下的HER极化曲线图

工业上用于催化OER的催化剂材料仍是Ru、Ir等贵金属基材料（如RuO2和IrO2）[33]，但Ru和Ir同样存在价格昂贵、储量及稳定性不足的问题，从而不符合可持续发展的需求。综上所述，贵金属催化剂仍难以大规模应用到电解水中，因此，发展高效的非贵金属或非金属材料基电解水催化剂尤为....

图1-4FeS2薄膜(a)和Ni3Se2树脂(b)的SEM图

金属硫族化合物具有高导电性、良好的热稳定性及地球储量丰富等独特的物理化学性质。已经被证明有潜力用作电解水催化剂（HER、OER）的金属硫族化合物主要是金属硫化物和金属硒化物[34,35]。其中MoS2是最早应用于催化HER反应的金属硫族化合物，1977年，Tributsc....

本文编号：3946201