新型钯基铌氧族化合物电催化剂的制备与性能研究

发布时间：2021-06-13 05:05

　　氢气因其可再生、清洁和质量能量密度高等优点而被视为一种极具前景的能源载体。通过水基电解池与氢燃料电池,我们就可以实现以氢气为能源载体的能量存储与转换。由于过电势的存在,基于电极反应发生的能量转换过程效率受限,为此需要电催化剂加快电极反应的进行从而提高能量转换效率。Pt/C电催化剂性能优异,但Pt储量稀少,价格昂贵。此外,Pt与碳载体相互作用弱,Pt纳米颗粒易出现团聚、脱落等问题从而造成催化性能下降。开发低成本、高活性与高稳定性的电催化剂仍然是个重大挑战。Pd的电子结构和化学性质与Pt类似,并且价格相对较低,被视为Pt的替代元素之一。对于因贵金属与碳载体结合力弱而引发的稳定性问题,一方面可利用金属-载体强相互作用,使Pd纳米颗粒稳定分布在载体上;另一方面,使Pd与载体之间形成化学键合,实现Pd的原子级分散,调节催化剂整体的晶体结构与电子结构,从而提升催化活性和稳定性。铌氧族化合物物相与结构丰富,化学稳定性好,在催化领域有着潜在的应用价值。本论文基于化学热力学计算与晶体结构设计,合成出Pd负载的低价态铌氧化物（Pd/NbO_x）和Pd插层的硫化铌（Pd_x

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

酸性环境下氢析出反应的机理图

图 1.3 交换电流密度与氢吸附自由能关系图[12]cano plot of exchange current density as a function of Gadsorbed atomic hydrogen研究现状ER 电催化剂应具有较低的 Tafel 斜率，较大的及良好的稳定性[5]。目前最常用的 HER 电催性能优异，但因 Pt 资源稀缺以及价格昂贵（模的实际应用[19-20]。为此，人们开始合成其他的电催化析氢应用，并取得了不错的研究进展

图 1.3 交换电流密度与氢吸附自由能关系图[12]volcano plot of exchange current density as a function of Gibbsadsorbed atomic hydrogen剂研究现状 HER 电催化剂应具有较低的 Tafel 斜率，较大的交以及良好的稳定性[5]。目前最常用的 HER 电催化剂其性能优异，但因 Pt 资源稀缺以及价格昂贵（见图规模的实际应用[19-20]。为此，人们开始合成其他廉价们的电催化析氢应用，并取得了不错的研究进展。


本文编号：3227054