非金属掺杂的FeCoNiCrAl高熵合金粉作为OER电催化剂的研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

随着经济和社会的飞速发展,能源问题越来越成为世界性的难题之一,氢能源作为重要的新能源一直受到广泛的关注,氢是洁净、高效的二次能源载体,为人类根本性解决能源与环境等全球性问题提供了理想的替代能源方式。氢气可以作为零碳源的清洁能源直接燃烧,而且可以把别的清洁能源转化成氢气储备或运输。氢气的制备方法有很多,其中电解水制备氢气是最简单最清洁的方法,电解水可以生产得到高纯度氢,是现代清洁能源技术的重要组成部分。同时可以获得氧气,达到双功能制备。

OER是电催化分解制氢中的重要半反应,但OER过程需要较高的过电势,成为电催化水解反应的瓶颈,而电极材料中催化剂的选择决定过电势的大小,因此,OER过程电催化剂起到至关重要的作用,而催化剂的选择,又有更加苛刻的要求。首先,催化剂需要有非常好的催化活性,表现为在有效电流密度下需要施加较低的过电势。其次,催化剂需要有较大的比表面积,增大电解液中离子和催化剂中活性位点的接触面积。再次,催化剂在长期运行过程中表现稳定。此外,较低的制备成本也是其工业化应用的重要考虑因素。目前,性能最好的OER电催化剂是RuO2和IrO2,其性能优越,但是稳定性差,价格昂贵。

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