發(fā)布時(shí)間：2024-06-12 04:13

　　氫能作為一種清潔高效能源是未來(lái)能源發(fā)展的必然趨勢(shì)。電解水制氫在氫能源經(jīng)濟(jì)體系中扮演重要角色,是實(shí)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(lái)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題等限制了電解水在實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)展,特別是大過(guò)電位以及緩慢的動(dòng)力學(xué)是電解水析氫的瓶頸問(wèn)題。高效電解水催化劑能夠顯著降低能源消耗并加速反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。因此開(kāi)發(fā)高效非貴金屬催化劑是發(fā)展電解水的一項(xiàng)緊急任務(wù)。過(guò)渡金屬具有類(lèi)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(lèi)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(yīng),因此催化劑的表面結(jié)構(gòu)對(duì)于電解水性能的發(fā)揮起決定性作用�；�于此,本文旨在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)高效過(guò)渡金屬硫、氮族化合物電催化材料,通過(guò)對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)、表面組分以及結(jié)構(gòu)缺陷等的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)對(duì)催化劑材料表面活性位點(diǎn)的調(diào)控,提升改善過(guò)渡金屬基納米材料的電解水催化活性進(jìn)而研究其電催化活性提升機(jī)制。采用前驅(qū)體間接轉(zhuǎn)換的方法,通過(guò)硫化和高溫處理實(shí)現(xiàn)了由微小二維納米片在空心微米盤(pán)表面組裝的Co₉S₈分級(jí)空心結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。硫化過(guò)程中S

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1未來(lái)氫能源循環(huán)示意圖

型可再生能源以期望能夠減少對(duì)化石能源的體與化石能源相比具有諸多優(yōu)勢(shì)，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(shù)像光催化制氫等仍然存在產(chǎn)氫速率低、價(jià)格花是利用水蒸氣重組反應(yīng)，主要存在....

圖1-3實(shí)驗(yàn)測(cè)得的析氫反應(yīng)電流密度隨DFT計(jì)算不同過(guò)渡金屬(111)晶面氫吸附自由能之間的火山關(guān)系圖

實(shí)驗(yàn)測(cè)得的析氫反應(yīng)電流密度隨DFT計(jì)算不同過(guò)渡金屬(111)晶面氫吸附自由能火山關(guān)系圖[18]-3ExperimentallymeasuredexchangecurrentdensityforhydrogenevolutionasafuntheDFT-....

圖1-4電催化析氫催化劑的常見(jiàn)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(jià)格和稀缺的資源嚴(yán)重限制劑在電解水產(chǎn)氫工業(yè)中的應(yīng)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(guò)渡金屬化合物體系主要由過(guò)渡金屬元素和非兩大類(lèi)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....

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