【摘 要】
：
化石燃料是一种不可再生资源,它的持续消耗引发了大气污染、全球气候变暖、能源枯竭等诸多问题。在太阳能、风能等一系列具有替代化石能源前景的新能源中,燃料电池因具有不受地域限制、能量转化效率高、启动快、无污染等优点而备受关注。然而,以铂为主的贵金属催化剂成为燃料电池及水裂解装置大规模推广的主要瓶颈。铂在地球上储量稀少,商用催化剂铂碳造价昂贵,还有稳定性差,不耐甲醇和一氧化碳毒性等缺点,因此开发性能高、价
论文部分内容阅读
化石燃料是一种不可再生资源,它的持续消耗引发了大气污染、全球气候变暖、能源枯竭等诸多问题。在太阳能、风能等一系列具有替代化石能源前景的新能源中,燃料电池因具有不受地域限制、能量转化效率高、启动快、无污染等优点而备受关注。然而,以铂为主的贵金属催化剂成为燃料电池及水裂解装置大规模推广的主要瓶颈。铂在地球上储量稀少,商用催化剂铂碳造价昂贵,还有稳定性差,不耐甲醇和一氧化碳毒性等缺点,因此开发性能高、价格低廉、稳定性好的非贵金属催化剂具有重要意义。本文基于前人研究成果,围绕非铂掺杂碳基催化剂的协同效应,进行了如下研究工作:以一种简便的方法合成了氮磷铁共掺杂碳纳米管双功能催化剂(N-P-Fe-CNTs),在0.1M KOH溶液中氧还原反应(ORR)起始电位为0.97 V,半波电位为0.84 V,性能超过商用Pt/C;氧析出反应(OER)起始电位为1.52V,性能可与商用Ru02相比拟,氧电极活性(ΔE)仅为0.74 V;在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的最大功率密度为438.5 mW cm-2。此前发表的氮磷铁共掺杂碳材料均为单功能催化剂,且未有应用在PEMFC上的表现,本文在这两方面实现了创新,其双功能性与其他过渡金属/氮/碳(M/N/C)材料和硫掺杂过渡金属/氮/碳(S-M/N/C)材料相比也处于较好水平。通过两步法合成了氮硫硼三掺杂碳纳米带氧还原催化剂(NSB-NR),在0.1M KOH溶液中ORR半波电位为0.76 V,极限电流密度值为5.8 mA cm-2,在0.7 V下的动力学电流密度值为11.04 mA cm-2,以上数据均超过已发表的氮硫硼三掺杂1D材料,与其他含硼多掺杂碳材料催化剂相比也处于领先水平。本文还通过一系列实验,证明了本体系下碳纳米带作为基体优于多壁碳纳米管,两步法掺杂的效果优于直接一步法掺杂,以及在多元素协同作用下,本体系中的三掺杂效果优于双掺杂和单掺杂。
其他文献
二氧化硅(SiO2)凝胶和硅(Si)电极材料是两种典型的硅基材料,在吸附、催化、能源及生物医药等领域都有广泛的应用前景。作为重要的化工材料之一,硅基材料的织构特性对其在吸附与能源领域的应用起着决定性的影响。本课题通过氧化石墨烯(GO)胶液与正硅酸乙酯(TEOS)溶胶-凝胶法结合乙醇超临界干燥,成功制备多孔SiO2/GO复合气凝胶。并以镁粉还原SiO2/GO气凝胶成功制得多孔Si/SiO2/GO复合
直流电机具有输出力矩大,控制精度高、动态性能好等特点,被广泛应用机械加工、医疗设备、家电及汽车等众多领域。针对国内驱动器体积大、功能单一,国外驱动器价格昂贵等,提出小功率高性能直流电机驱动器技术需求,对转速控制与保护功能进行了重点分析研究。本文分析现有直流驱动器存在的问题及原因,并研究了国内外直流驱动器的发展与研究现状,提出了优化设计方法,并搭建了一套直流电机驱动器实验系统,通过实验验证优化设计方
海陆过渡带是海洋与陆地交接地带,其环境演化影响人类的生存空间、生存质量和社会的可持续发展。因此,海陆过渡带在最近几年已成为研究的热点地区。随着对海陆过渡带持续高强度的开发,海陆过渡带出现了规模较大的地面沉降现象。时序InSAR技术在形变监测方面有着巨大的优势和广阔的前景,已广泛应用于包括海陆过渡带在内诸多领域的地表形变监测。本文利用改进的时序InSAR技术监测珠江口和杭州湾海陆过渡带的地面沉降,并
随着经济的快速发展,物流产业作为国家重点鼓励的新兴产业发展迅猛,且已经成为国家经济发展的重要支撑点。物流产业已融于社会的方方面面,与制造业、工业、商贸业等多种产业实现了产业融合和产业联动。随着社会物流的需求日益增加,国家加大了对物流业的重视,要求大力发展物流业。产业的发展离不开政策的引导和扶持,合理和完善的物流产业政策体系是引导和促进物流产业健康快速发展的重要保障。而当前,我国物流产业政策混乱空泛
超级电容器(Supercapacitors,SCs),作为一种既经济又高效的新型能源存储装置,有很多优点,如充放电快、循环寿命长、功率密度高,但是低的能量密度也限制了它的实际应用。所以对于超级电容器来说,要提高其储能性能,最关键的是设计合适的电极材料。沸石咪挫类骨架材料(Zeolitic imidazolate frameworks,ZIF),是 MOF(Metal-organic framewo
DG油田是我国典型的稠油油田,储层中原油黏度高,流动性差,目前区块储量动用程度低,注水开发效果差。根据以上特点,对于目标G区块提出了注气吞吐开发的方法。本次研究通过物理
基于相位共轭补偿原理的自适应光学系统,能够实时校正波前像差,使系统获得接近衍射极限的分辨率,因而广泛应用在天文学、活体视网膜成像、激光光束校正、生物显微镜等领域。随着自适应光学技术需求的日益增长,研究人员对自适应光学系统的关键器件(波前校正器)变形镜进行了大量的研究工作,发展了压电变形镜、静电驱动变形镜、电磁驱动变形镜、液晶空间光调制器等不同类型的变形镜。其中压电变形镜由于具有大变形量、高频率响应
由于国家经济和重工业的迅速发展,导致了严重的重金属污染。铅(Pb)是重金属中对人类健康及生态环境危害最严重的一种。铅过量会导致大脑反应迟钝以及肝肾损伤等疾病。因此,工
柴油机排放的尾气中含有许多有害成分,如氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和颗粒物(PM)。在排放的气态有害的污染物中NOx的占比较多,NOx中有三氧化二氮(N2O3),一氧化二氮(N2O),二氧化氮(NO2),一氧化氮(NO)等。当前,国内外许多专家都在进行柴油机尾气NOx的净化研究,在研究过程中需要输出稳定,浓度可控的NOx模拟气体,因此本文设计了柴油机尾气NOx模拟系统。
在全球化市场竞争压力下,汽车行业竞争越来越激烈,对汽车配件特别是轮毂的性能要求也越来越高,轮毂制造产业的转型迫在眉睫。面对这样的情况,SMD公司正在加紧部署自身的生产