鎳基納米材料的制備及電化學(xué)析氫性能研究.pdf

1、隨著人類社會的發(fā)展，化石燃料嚴重被消耗，在未來的一個世紀(jì)里面世界將面臨化石燃料大量消耗所帶來的能源危機。所以開發(fā)新能源是我們亟待解決的問題。其中氫能具有原料儲量豐富，無污染以及高熱值等優(yōu)點，有望成為替代化石燃料而解決能源危機。但是通過裂解水制備氫氣所面臨的問題是效率低，能耗大。光解水雖然具有能量來源廣泛，目前存在效率低下的問題，限制了其大規(guī)模的發(fā)展。其中電解水的電能可以來源于水能，風(fēng)能等可再生能源，是解決今后能源危機的一個途徑。眾所周知

2、的是，在電解水析氫反應(yīng)中，Pt系金屬是最好的催化劑，但是其稀有性限制了其大規(guī)模應(yīng)用的可能性。因此開發(fā)高效穩(wěn)定且低花費的析氫催化劑將是當(dāng)今研究的熱點，也是難點。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在氮氣保護的條件下，通過在水相中低溫，采用水合肼還原制備了Ni納米粒子。并且將所制備的納米材料作為電化學(xué)析氫電極材料。表現(xiàn)出了高效的電催化析氫以及很好的穩(wěn)定性。該方法的優(yōu)點是低溫，水相反應(yīng)。為大規(guī)模的生產(chǎn)提供了可能。⑵以泡沫鎳為基底，通過水熱法在泡

3、沫鎳上生長了堿式碳酸鈷鹽的納米線。然后在管式爐中以次亞磷酸鈉為磷源，采用低溫磷化的方法制備了NiCoP納米線。并且發(fā)現(xiàn)摻入了Ni元素的Co2P納米線納米尺寸上表現(xiàn)直徑更小，長度更短。而且所表現(xiàn)出來的電化學(xué)析氫性能也更好。只需要施加118 mV的過電位就可以獲得-10 mA/cm2的電流密度。而且在穩(wěn)定的電壓下持續(xù)運行48h，電流密度幾乎沒有損失。⑶有研究表明直徑更大，長度更長的微米線更有利于電解水催化析氫，故我們采用酸堿穩(wěn)定的碳纖維紙為