發(fā)布時間：2025-02-19 20:14

　　隨著化石能源的急劇減少以及日益嚴(yán)重的環(huán)境污染,人類社會對清潔和可持續(xù)替代能源的需求已經(jīng)十分迫切。電催化分解水被認(rèn)為是一種潛在的零碳污染、環(huán)境友好的能源技術(shù)。電解水包括兩個半反應(yīng),分別是析氫反應(yīng)（HER）和析氧反應(yīng)（OER）,但是在水電解反應(yīng)中,無論是OER還是HER的效率都是較低的。因此需要高效催化劑來加速反應(yīng)速率。目前,公認(rèn)析氫性能最好的催化劑是貴金屬Pt,析氧性能最好的催化劑是IrO₂和RuO₂,然而由于貴金屬的稀缺性及其高成本等弊端,限制了貴金屬催化劑的實際大規(guī)模運用。基于此,本論文設(shè)計制備了系列釕-鈷基復(fù)合催化劑,既保證了催化劑的催化活性,又降低了其運行成本。主要研究內(nèi)容如下:1、以多孔金屬-有機框架化合物（MOF）為模板,通過離子交換-高溫?zé)峤?表面氧化過程,制備了不同Co/Ru比例的多面體結(jié)構(gòu)金屬-金屬氧化物@N-摻雜碳（RuO₂-Co₃O₄/CoRu@NC）。在0.5 M H₂SO₄溶液中對其電催化全解水性能進行了測試。結(jié)...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1電催化水裂解的析氫反應(yīng)和析氧反應(yīng)[5]

第1章緒論1第1章緒論1.1前言1.1.1電催化分解水概況隨著全球溫室效應(yīng)以及化石燃料枯竭現(xiàn)象日益嚴(yán)峻，發(fā)展可再生清潔能源已經(jīng)迫在眉睫[1]。氫氣是世界上最輕的零碳含量氣體，與化石能源相比，氫能被譽為有前景的能滿足社會能源需求的清潔可持續(xù)發(fā)展能源[2]。但是目前H2主要是通過高溫....

圖1-2酸性溶液中電極表面析氫的機理[9]

第1章緒論21.1.2電催化分解水的基本原理在電解池中，電催化分解水能在陰極產(chǎn)生純凈的氫氣，在陽極產(chǎn)生純凈的氧氣，這是電催化分解水兩個非常重要的半反應(yīng)。在25攝氏度和一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的理論分解電壓為1.23V[6]，但是在實際中往往需要更高的電勢來驅(qū)動有效的水分解，這個超出的電....

圖1-3在酸性（藍(lán)線）和堿性（紅色線）條件下的析氧機理[11]

第1章緒論3析氧反應(yīng)（OER）是一個四電子轉(zhuǎn)移過程，析氧反應(yīng)進行的速率很慢，嚴(yán)重的限制了產(chǎn)氧量，因此OER反應(yīng)過程相對復(fù)雜[10]。在析氧反應(yīng)過程中有三個不同的中間體(O*、OH*、OOH*)，因此在酸性或堿性條件下O2可以由兩種不同的方式產(chǎn)生。迄今為止，有許多研究都提出過OER....

圖1-4(a)fcc釕的HAADF-STEM圖像，1-2(b)Ru/C3N4，常規(guī)的Ru/C，標(biāo)準(zhǔn)Pt/C在0.1MKOH中的HER極化曲線[14]

第1章緒論6ab圖1-4(a)fcc釕的HAADF-STEM圖像，1-2(b)Ru/C3N4，常規(guī)的Ru/C，標(biāo)準(zhǔn)Pt/C在0.1MKOH中的HER極化曲線[14]Figure1-4(a)HAADF-STEMimagesofRuwithfccstructure,(b)Polari....

本文編號：4034268