低负载量铂催化剂的电化学析氢活性研究

发布时间：2020-12-14 04:05

　　氢气是一种对环境友好且高效的清洁能源,同时作为未来最有希望替代化石燃料的能源而备受关注。氢气最易获得的方式是通过水电解中的氢析出反应（Hydrogen Evolution Reaction HER）得到,在HER中铂（Pt）是最好的析氢电催化剂。本论文针对目前电极材料中Pt使用量高以及低负载Pt催化剂表观析氢活性低的问题,主要探究了低载量Pt催化剂的制备方法、结构特征和电化学析氢活性,改善了析氢活性测试分析中的一些问题,得到了兼具高表观活性、质量比活性和电化学面积比活性的的超低Pt负载量的析氢电催化剂。具体内容如下。（1）制备了不同质量分数的Pt/C催化剂,电化学分析表明Pt的负载量越小,其质量比和电化学面积比的HER活性越大。利用磁控溅射在Ti箔表面沉积了不同质量的Pt膜,并用X射线粉末衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）表征分析了Pt的沉积状态,当沉积时间为10s时Pt的粒径仅为0.89nm,随着沉积时间增大Pt的粒径逐渐增大。电化学分析表明当Pt的负载量在3.516μg cm^-2以下时,质量比和电化学面积比的HER活性是随着Pt... 

【文章来源】：武汉轻工大学湖北省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

水电解的发展[10]

由于太阳能和风能是间歇性的可再生能源，因此需要备用发电机连续的电力[11]。水电解非常适合这些间歇性能源，因为可以利用过量气，氢气作为氢能储存起来可以用于燃料电池。通过水电解产生的氢放，这是绿色能源的必然选择，通过可再生能源得到氢能的概念图如。图 1.1 水电解的发展[10]。

武汉轻工大学硕士学位论文国，通过水电解获得一千克氢气的成本估计为 4 美元。为了降低了提高能源利用效率，降低水电解的动力学阻碍至关重要，因此剂的研发至关重要。电解制氢原理解水的过程中存在一系列的电化学反应，主要是阴极的氢析出反和阳极氧析出反应（OER），以及阳极和阴极的逆反应氢氧化反反应(ORR)[12]。如图 1.3 所示，图中分别给出了两个反应对，一个OR 的是氢，用红色曲线表示，平衡电位为 0V 相对于可逆氢电极含氧的 ORR 和 OER 用蓝色曲线表示，为 1.23 V(vs. RHE)。


本文编号：2915777