氢氧（氧）化物在电解水制氢过程中的电催化研究

发布时间：2021-01-19 23:26

　　随着社会的发展,人类的生活水平大大提高。为了维持高水平的生活质量,人类对能源的需求也越来越大。化石燃料在工业革命后给人类带来了极大地能源支持,但由于其数量有限性和燃烧污染问题迫使人们开发可代替的清洁能源。氢能源由于其在地球上储备丰富、形态多样、热值高、利用率高、燃烧产物无污染等特性引起了人们的注意并大量研究。在现有制氢技术中电解水制备氢气是效率最高,并且可持续的方法。由于电解水制备氢气的过程由两个电极反应组成,析氢反应和析氧反应,反应过程需要较高的过电势,消耗过多的电能。为了降低反应过电势需要科学家付出很大的努力设计并合成具有高催化性能、低制造成本、合成方法简单的电催化材料。铂基催化剂和钌、铱基催化剂分别是现在公认的析氢反应和析氧反应最为高效的电催化材料,但因贵金属含量少、价格昂贵而不能被大规模工业使用。过渡金属氧化物和氢氧化物具有高效催化性能并能够在碱性环境中稳定工作,被认为是可替代的催化材料。本工作以Co₃O₄八面体颗粒和镍铁双金属氢氧化物为电催化剂,结合多种材料表征手段和电化学方法研究了其材料特征和电解水催化活性和稳定性。1.通过一步水... 

【文章来源】：山东师范大学山东省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基础的电化学阻抗电路图

山东师范大学硕士学位论文电极反应会有有各种各样的拟合电路，在电解过程中最基础的电化学电路如上示。Rsol为溶液阻抗，Cdl为电极溶液界面形成的双电层电容，Rct是电荷转移阻 Rct主要由化学反应阻抗和电子在界面及电极中的转移阻抗导致。当扰动信号，阻抗 Z 可以写为： = 1 1 (12可以写为: = 1 2 2 2(13 = 21 2 2 2(14得到圆的方程：( 2)2 2= ( 2)2(15

泡沫镍上合成(α、β)-NiFe-LDHs沫镍基底：首先剪一块 20 mm × 35 mm × 1 mm 的泡沫镍(NF)基底，用丙酮和清洗。清洗后的泡沫镍转移到 1M（mol/L）盐酸溶液中，超声 20 分钟。最后将蒸馏水冲洗三到五次后，在真空干燥箱中 60 摄氏度干燥 2 小时。(NO3)2·6H2O (0.194g)、Fe(NO3)3·9H2O (0.539g)、尿素(0.3g)完全溶解于 35 ml 蒸后将含有上述处理过的镍泡沫的黄色溶液转移到聚四氟衬里的不锈钢反应釜 (l)。在烘箱中保持温度 120 摄氏度或者 240 摄氏度 10 小时就可以在泡沫镍基底上-NiFe-LDHs 和 β-NiFe-LDHs。被冷却到室温后,样品用乙醇和去离子水冲洗 3 - 60℃真空干燥箱中干燥 2 h。图 2-1 是不同反应温度生成材料的宏观照片，当 240 摄氏度时，材料颜色明显从黄色变成了黑色。

【参考文献】：
期刊论文
[1]绿色能源氢能及其电解水制氢技术进展[J]. 刘芸.  电源技术. 2012(10)
[2]制氢技术现状及展望[J]. 刘少文,吴广义.  贵州化工. 2003(05)



本文编号：2987892