發(fā)布時間：2024-06-12 04:13

　　氫能作為一種清潔高效能源是未來能源發(fā)展的必然趨勢。電解水制氫在氫能源經(jīng)濟體系中扮演重要角色,是實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)氫的最有前途生產(chǎn)方法之一。然而高能耗以及貴金屬催化劑帶來的經(jīng)濟問題等限制了電解水在實際應用中的發(fā)展,特別是大過電位以及緩慢的動力學是電解水析氫的瓶頸問題。高效電解水催化劑能夠顯著降低能源消耗并加速反應動力學。因此開發(fā)高效非貴金屬催化劑是發(fā)展電解水的一項緊急任務。過渡金屬具有類似貴金屬的外層軌道電子結(jié)構(gòu)以及在自然界中分布廣泛,其化合物作為一類最有希望的高效電解水催化材料可用于替代貴金屬。電解水是發(fā)生在催化劑與電解液以及氣泡表面的三相界面反應,因此催化劑的表面結(jié)構(gòu)對于電解水性能的發(fā)揮起決定性作用。基于此,本文旨在開發(fā)設計高效過渡金屬硫、氮族化合物電催化材料,通過對其微觀結(jié)構(gòu)、表面組分以及結(jié)構(gòu)缺陷等的設計,實現(xiàn)對催化劑材料表面活性位點的調(diào)控,提升改善過渡金屬基納米材料的電解水催化活性進而研究其電催化活性提升機制。采用前驅(qū)體間接轉(zhuǎn)換的方法,通過硫化和高溫處理實現(xiàn)了由微小二維納米片在空心微米盤表面組裝的Co₉S₈分級空心結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。硫化過程中S

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1未來氫能源循環(huán)示意圖

型可再生能源以期望能夠減少對化石能源的體與化石能源相比具有諸多優(yōu)勢，并有望能料中能量密度最高(142MJkg-1)的燃料，因能源載體[6,7]。氫在地殼中含量豐富、本身水，因此可循環(huán)利用。然而傳統(tǒng)制氫技術像光催化制氫等仍然存在產(chǎn)氫速率低、價格花是利用水蒸氣重組反應，主要存在....

圖1-3實驗測得的析氫反應電流密度隨DFT計算不同過渡金屬(111)晶面氫吸附自由能之間的火山關系圖

實驗測得的析氫反應電流密度隨DFT計算不同過渡金屬(111)晶面氫吸附自由能火山關系圖[18]-3ExperimentallymeasuredexchangecurrentdensityforhydrogenevolutionasafuntheDFT-....

圖1-4電催化析氫催化劑的常見主要構(gòu)成元素[6]

第1章緒論菲爾斜率最優(yōu)異突出[23,24]。然而昂貴的價格和稀缺的資源嚴重限制劑在電解水產(chǎn)氫工業(yè)中的應用[25,26]。基于元素在自然界中的含量分，目前研究最廣泛的過渡金屬化合物體系主要由過渡金屬元素和非兩大類組成，如下圖1-4所示[6]。其中金屬元素主要包含F(xiàn)....

圖1-12CoS2/RGO-CNT的結(jié)構(gòu)、析氫極化曲線和能奎斯特圖

圖1-12CoS2/RGO-CNT的結(jié)構(gòu)、析氫極化曲線和能奎斯特圖[79].1-12SchematicdiagramandhydrogenperformanceoffreestandingCoS2/RGO-CNTMorphology;(b)Polari....

本文編號：3993211