ORR/OER高效二维双功能电催化剂Cu_(2)@C_(2)N的第一性原理研究

1

作者 张铭 马林昊 +2 位作者 彭铠 刘雨晴 赵军婕 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第10期1153-1161,共9页

为了评估单层C_(2)N负载单Cu和双Cu原子的电催化性能,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法系统地研究了Cu@C_(2)N和Cu_(2)@C_(2)N的电催化性质。研究发现,相对于负载单Cu原子催化剂,双原子掺杂通过改变O_(2)以及含氧中间体在Cu原子上... 为了评估单层C_(2)N负载单Cu和双Cu原子的电催化性能,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法系统地研究了Cu@C_(2)N和Cu_(2)@C_(2)N的电催化性质。研究发现,相对于负载单Cu原子催化剂,双原子掺杂通过改变O_(2)以及含氧中间体在Cu原子上的吸附构型而增加其吸附强度,显著提升析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)和氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)的电催化活性。Cu_(2)@C_(2)N的ORR和OER过电位分别可达0.46与0.38 V,其性能可媲美贵金属催化剂。电子态密度的计算表明,Cu原子负载在费米能级处引入较高的电子态密度的同时有效减小带隙宽度,且Cu_(2)@C_(2)N具有比Cu@C_(2)N更小的带隙,有利于其获得更高的载流子浓度和电导率,进而获得更佳的电催化活性。 展开更多

关键词 C_(2)N 析氧反应(orr) 氧还原反应(OER) 第一性原理 吸附自由能 态密度(DOS)

在线阅读 下载PDF 职称材料

二氧化锰/多壁碳纳米管复合材料对氧还原(ORR)催化作用的初步研究 被引量：5

2

作者 冬连红 蔡晓华 +1 位作者 程富民 丁克强 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2009年第1期30-34,共5页

用循环伏安方法制备了二氧化锰/多壁碳纳米管(MnO2/MWCNTs)复合材料,分别在中性和弱碱性的硫酸钠溶液中对其进行氧还原电化学测试。结果显示,在合适条件下,MnO2/MWCNTs复合材料的电催化还原氧气的电流值明显大于单独MWCNTs和单独MnO2电... 用循环伏安方法制备了二氧化锰/多壁碳纳米管(MnO2/MWCNTs)复合材料,分别在中性和弱碱性的硫酸钠溶液中对其进行氧还原电化学测试。结果显示,在合适条件下,MnO2/MWCNTs复合材料的电催化还原氧气的电流值明显大于单独MWCNTs和单独MnO2电催化还原电流值,说明MnO2/MWCNTs复合材料具有良好的催化还原活性;在弱碱性的环境下,随着碱性的增强,MnO2/MWCNTs复合材料的电催化还原活性逐渐增强,同时显示出稳定的电催化还原活性。 展开更多

关键词 MnO2/MWCNTs 催化剂 电沉积 氧还原反应

在线阅读 下载PDF 职称材料

金属氧化物在PEMFC铂基催化剂中的研究进展 被引量：1

3

作者 黄晶 王金辉 +1 位作者 刘建峰 施正荣 《电池》 北大核心 2025年第2期349-353,共5页

为降低成本,提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)的效率,有必要开发低铂负载的氧还原催化剂。介绍金属氧化物在PEMFC中氧还原催化剂领域的应用。金属氧化物作为PEMFC铂基催化剂的载体,具有较高的潜力,能提高催化剂的氧还原活性,也是良好的氧... 为降低成本,提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)的效率,有必要开发低铂负载的氧还原催化剂。介绍金属氧化物在PEMFC中氧还原催化剂领域的应用。金属氧化物作为PEMFC铂基催化剂的载体,具有较高的潜力,能提高催化剂的氧还原活性,也是良好的氧还原催化剂,能催化氧还原反应(ORR)的进行。TiO_(2)、SnO_(2)和WO_(3)等金属氧化物作为铂基催化剂的载体,通过优化结构、掺杂元素等方式,可提高催化剂的催化活性、稳定性和耐久性。对金属氧化物在PEMFC铂基催化剂中的应用前景提出展望。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 金属氧化物 氧还原反应(orr) 催化剂 铂(Pt)

在线阅读 下载PDF 职称材料

应用于氧还原反应催化剂的研究进展 被引量：3

4

作者 丁瑞鑫 张达 +1 位作者 毕岚森 何燕 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期153-165,共13页

燃料电池作为一种具有高能量转换效率和绿色无污染的能量转换设备,有望改善当前的高化石能源消耗的现状,推进社会绿色发展。燃料电池阴极氧还原催化剂高昂的成本及较差的电化学性能限制了其商业化进程,研究人员正在积极的开发具有高催... 燃料电池作为一种具有高能量转换效率和绿色无污染的能量转换设备,有望改善当前的高化石能源消耗的现状,推进社会绿色发展。燃料电池阴极氧还原催化剂高昂的成本及较差的电化学性能限制了其商业化进程,研究人员正在积极的开发具有高催化活性及稳定性的新型燃料电池氧还原催化剂,本文就近几年燃料电池阴极氧还原催化剂的研究进展进行了综述,并对其之后的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 燃料电池 氧还原反应(orr) 电催化剂 贵金属 非贵金属 非金属

在线阅读 下载PDF 职称材料

塔中深层稠油减氧空气驱氧化特征及机理研究

5

作者 伍藏原 张迅 +2 位作者 李杨 姚杰 冯其红 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期131-137,共7页

针对塔中深层稠油油藏开展静态氧化实验,通过测试分析不同氧含量与不同氧化时间下产出油气组成,研究了油藏注减氧空气过程中原油与减氧空气的氧化特征、氧化途径与氧化机理。实验结果表明,原油的耗氧速率与减氧空气的氧含量呈正相关,与... 针对塔中深层稠油油藏开展静态氧化实验,通过测试分析不同氧含量与不同氧化时间下产出油气组成,研究了油藏注减氧空气过程中原油与减氧空气的氧化特征、氧化途径与氧化机理。实验结果表明,原油的耗氧速率与减氧空气的氧含量呈正相关,与氧化时间呈负相关;二氧化碳的生成量随氧化时间与减氧空气氧含量的增加而增大;原油与减氧空气的反应会一定程度上使原油黏度增加,其黏度增加的幅度随减氧空气氧含量的升高和氧化时间的增长而增大;氧化后原油饱和烃与芳香烃的含量减少,胶质与沥青质的含量增加,且沥青质增加更为明显。原油在氧化后出现了C=O的伸缩振动峰,且振动峰随着减氧空气氧含量的增加而增强,说明原油在氧化过程中发生了加氧反应生成了醛类等物质,且氧化反应随着氧含量的升高而不断加深。 展开更多

关键词 原油氧化 减氧空气 加氧反应 四族组分 低温氧化

在线阅读 下载PDF 职称材料

ZIFs材料对Fe/N/C催化剂氧还原性能的影响

6

作者 宋冬梅 郑秋燕 +3 位作者 潘廷仙 胡长刚 同鑫 田娟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期45-51,共7页

过渡金属/氮/碳(M/N/C)催化剂是替代铂基催化剂用于氧还原反应(ORR)的理想材料。沸石咪唑骨架(ZIFs)材料结合了无机沸石的高稳定性和MOFs材料的高比表面积、高孔隙率及可调孔结构等特点,是制备M/N/C催化剂的优良前驱体。本工作以FeSO4&#... 过渡金属/氮/碳(M/N/C)催化剂是替代铂基催化剂用于氧还原反应(ORR)的理想材料。沸石咪唑骨架(ZIFs)材料结合了无机沸石的高稳定性和MOFs材料的高比表面积、高孔隙率及可调孔结构等特点,是制备M/N/C催化剂的优良前驱体。本工作以FeSO4·7H2O为铁源,1,10-菲啰啉为氮源,探究不同ZIFs材料对FeN/C-Zx催化剂ORR性能的影响。通过X射线衍射、比表面积和孔径分布测试、透射电子显微镜等对催化剂进行结构表征,使用线性扫描伏安法对催化剂ORR催化活性进行测试。结果表明:FeN/C-Z8催化剂表现出最佳的ORR活性,具有较小的Tafel斜率(64.98 mV/dec)且反应过程是近四电子过程;在经过25000次循环后,FeN/C-Z8催化剂的半波电位仅有20 mV的负移,表现出良好的稳定性。FeN/C-Z8催化剂中存在的Fe3C化合物可有效提高催化剂的催化性能;Zn2+在碳化过程中挥发使FeN/C-Z8催化剂具有较高比表面积(550.09 m2/g)、孔体积(1.36 cm3/g)及丰富的微孔、介孔结构,并促进了过渡金属在ZIFs材料上的均匀分布,使FeN/C-Z8催化剂颗粒较小、分散均匀,这是该催化剂表现出较好的ORR催化性能的可能原因。 展开更多

关键词 氧还原反应 非贵金属催化剂 沸石咪唑骨架 FeN掺杂

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于V2C催化剂的混合电解质锂空气电池催化机理研究

7

作者 生健平 喻明富 +1 位作者 李洁 孙红 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1-7,共7页

氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)催化活性的提高可以显著提高混合电解质锂空气电池的性能。二维材料V2C(MXenes)具有丰富的组成、高比表面积和强稳定性等特点,受到广泛关注。本工作基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,研究了V2C的... 氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)催化活性的提高可以显著提高混合电解质锂空气电池的性能。二维材料V2C(MXenes)具有丰富的组成、高比表面积和强稳定性等特点,受到广泛关注。本工作基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,研究了V2C的电子性质、碱性条件下氧气在V2C表面的最佳吸附位点和氧气在V2C表面的氧化还原过程,计算了V2C的自由能和过电势,最后将其与混合电解质锂空气电池常用的MnO2催化剂进行了比较。结果表明,V2C作为混合电解质锂空气电池催化剂时,比常用的MnO2催化剂的过电势更小,说明该催化剂可以提高电极的催化性能,是一种前景良好的ORR和OER双功能催化剂。 展开更多

关键词 混合电解质锂空气电池 碳化钒 第一性原理 氧气吸附 氧还原反应

在线阅读 下载PDF 职称材料

Pt基催化剂在PEMFC中的研究进展 被引量：1

8

作者 刘航成 陶泽宇 +1 位作者 刘建峰 施正荣 《电池》 CAS 北大核心 2024年第3期413-416,共4页

质子交换膜燃料电池(PEMFC)可用于汽车发动机、固定或便携式电源的新能源转换装置等,具有高效、无污染、启动速度快等优点。Pt基催化剂是氧还原反应(ORR)中有效的催化剂,但Pt的资源有限、价格昂贵、负载量高,限制了PEMFC的大规模应用。... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)可用于汽车发动机、固定或便携式电源的新能源转换装置等,具有高效、无污染、启动速度快等优点。Pt基催化剂是氧还原反应(ORR)中有效的催化剂,但Pt的资源有限、价格昂贵、负载量高,限制了PEMFC的大规模应用。对Pt基催化剂在催化过程中通过更改催化剂成分和载体特性以达到更好的催化效果进行综述。这些方法在降低Pt含量的同时,可提高催化剂的活性,使Pt基催化剂廉价且稳定。 展开更多

关键词 燃料电池 氧还原反应(orr) Pt基催化剂 掺杂 合金化 核-壳结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

介孔载体催化剂的制备及膜电极的性能

9

作者 杨代辉 马东伟 +1 位作者 史晓斐 陈晓涛 《电池》 CAS 北大核心 2024年第6期766-771,共6页

Pt基催化剂具有高效催化氧还原反应(ORR)的作用,是燃料电池大规模商业化应用的关键材料。通过空气助烧,在高温环境下,将质子酸盐[pPDA][2HSO_(4)]制成具有丰富含氧官能团的介孔碳(MC)材料,再用乙二醇还原氯铂酸,在MC载体上负载Pt颗粒,最... Pt基催化剂具有高效催化氧还原反应(ORR)的作用,是燃料电池大规模商业化应用的关键材料。通过空气助烧,在高温环境下,将质子酸盐[pPDA][2HSO_(4)]制成具有丰富含氧官能团的介孔碳(MC)材料,再用乙二醇还原氯铂酸,在MC载体上负载Pt颗粒,最后,在氢氩混合气氛中高温处理,得到具有高效ORR催化性能的负载Pt颗粒的介孔碳材料催化剂(Pt/MC)。制备的Pt/MC在催化ORR时的半波电位达到0.898 V(vs.RHE),电化学活性面积达到96 m^(2)/g,半波电位和电化学活性面积比商业化Pt/C催化剂分别正0.011 V和高10 m^(2)/g。制备的Pt/MC在膜电极测试中,0.65 V条件下的额定功率密度达到1 041 mW/cm^(2),比商业化Pt/C催化剂高83 mW/cm^(2)。 展开更多

关键词 燃料电池 铂基催化剂 氧还原反应(orr) 介孔碳(MC)材料 膜电极

在线阅读 下载PDF 职称材料

应变调控对PEMFC金属有机框架电极活性的影响

10

作者 周梦硕 罗海洋 +1 位作者 冯振 苏光 《电池》 CAS 北大核心 2024年第3期320-324,共5页

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有结构简单、能源转化率高效、产物清洁等优点,但较高的贵金属催化剂成本以及耐用性等问题阻碍了其商业化应用。采用第一性原理计算方法,构建一种氧配位的金属有机框架(MOF)模型,分别研究x方向和y方向不同... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有结构简单、能源转化率高效、产物清洁等优点,但较高的贵金属催化剂成本以及耐用性等问题阻碍了其商业化应用。采用第一性原理计算方法,构建一种氧配位的金属有机框架(MOF)模型,分别研究x方向和y方向不同应变程度对铁基MOF中心原子氧还原催化活性的影响。沿宽度y轴方向压缩应变2%到拉伸应变4%的范围内,应变对Fe-O-MOF的催化活性有较大的调节作用。沿金属原子结构长度x轴方向在压缩应变2%到拉伸应变6%的范围内,应变对Fe-O-MOF的催化活性有较大的调节作用。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 金属有机框架(MOF) 电极活性 氧还原反应(orr) 应变调控

在线阅读 下载PDF 职称材料

质子交换膜燃料电池非贵金属催化剂的研究进展

11

作者 张磊 黄晔 +4 位作者 师铜墙 张旭 索鑫磊 郑天斌 苏迪 《应用化工》 CSCD 北大核心 2024年第11期2731-2734,2739,共5页

以质子交换膜非贵金属催化剂为切入点,综述了金属氮碳催化剂、过渡金属氧化物催化剂、过渡金属硫化物催化剂等当下主流非贵金属催化剂的研究进展;重点阐述了金属氮碳催化剂中最有发展前景的Fe-N-C催化剂及其元素掺杂改性、结构调控、稳... 以质子交换膜非贵金属催化剂为切入点,综述了金属氮碳催化剂、过渡金属氧化物催化剂、过渡金属硫化物催化剂等当下主流非贵金属催化剂的研究进展;重点阐述了金属氮碳催化剂中最有发展前景的Fe-N-C催化剂及其元素掺杂改性、结构调控、稳定性调控的方法及应用,并解释了其失活机理;最后,对质子交换膜非贵金属催化剂未来的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFCs) 氧还原反应(orr) 非贵金属催化剂(NPMCs)

在线阅读 下载PDF 职称材料

二氧化锰为阴极催化剂的微生物燃料电池 被引量：12

12

作者 孙瑾华 刘建好 +2 位作者 黄呈珠 张礼霞 李伟善 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第12期838-840,844,共4页

以循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)考察MnO2对氧还原反应(ORR)的催化行为,并采用MnO2作为阴极氧还原催化剂构建微生物燃料电池(MFC)。结果表明,MnO2对ORR有显著的催化作用,而且其催化效果随电解质碱性增强而增强;当以肺炎克雷伯氏... 以循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)考察MnO2对氧还原反应(ORR)的催化行为,并采用MnO2作为阴极氧还原催化剂构建微生物燃料电池(MFC)。结果表明,MnO2对ORR有显著的催化作用,而且其催化效果随电解质碱性增强而增强;当以肺炎克雷伯氏菌(L17)为产电微生物、3g/L葡萄糖为燃料、1mol/LKOH溶液为阴极液时,该MFC的最大输出功率可达696.3mW/m2,对应电流密度为0.25mA/cm2。 展开更多

关键词 微生物燃料电池 阴极催化剂 氧还原反应 二氧化锰

在线阅读 下载PDF 职称材料

操作条件对DMFC阴极电化学阻抗谱参数的影响 被引量：5

13

作者 金宝舵 郭建伟 +2 位作者 谢晓峰 王树博 王金海 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2258-2261,共4页

通过降低阴极催化剂载量强化了阴极氧还原反应的电化学极化,测量了不同操作条件下直接甲醇燃料电池(DMFC)的极化曲线和交流阻抗谱,并提出了改进的等效电路模型LR(CR)(QR(LR))用以分析温度、空气流量和甲醇流量对DMFC阴极电化学反应和传... 通过降低阴极催化剂载量强化了阴极氧还原反应的电化学极化,测量了不同操作条件下直接甲醇燃料电池(DMFC)的极化曲线和交流阻抗谱,并提出了改进的等效电路模型LR(CR)(QR(LR))用以分析温度、空气流量和甲醇流量对DMFC阴极电化学反应和传质极化过程的影响.研究结果表明,提高工作温度会导致更多的甲醇渗透到阴极,加大阴极氧气还原反应的电荷转移电阻;只有采用大的空气流量,才会有效地防止水淹,加大氧气向催化剂层的传质,促进阴极反应的进行;适当提高甲醇的流量可以促进阳极和阴极电化学反应的进行,但是过高的甲醇流速可能会降低电极表面的温度,加剧甲醇的渗透. 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 低载量催化剂 电化学阻抗谱 极化 氧还原反应

在线阅读 下载PDF 职称材料

Mn-N-C催化剂的制备及其在碱性介质中对氧还原反应的电催化性能 被引量：3

14

作者 张蓉 张晶 +2 位作者 马飞 王文洋 李瑞丰 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期467-475,共9页

选用壳聚糖(CS)为原料制备了壳聚糖水杨醛席夫碱锰配合物(Mn-CS-sal)。将Mn-CS-sal配合物负载于石墨碳上得到碳载配合物(Mn-CS-sal/C),后经高温热处理得到Mn-N-C目标催化剂(Mn-N-C-t,t=200、400、600、800、1 000℃)。采用FT-IR、XRD、... 选用壳聚糖(CS)为原料制备了壳聚糖水杨醛席夫碱锰配合物(Mn-CS-sal)。将Mn-CS-sal配合物负载于石墨碳上得到碳载配合物(Mn-CS-sal/C),后经高温热处理得到Mn-N-C目标催化剂(Mn-N-C-t,t=200、400、600、800、1 000℃)。采用FT-IR、XRD、XPS和电化学等方法对催化剂的组成和结构进行了表征,对其在氧还原反应中的电催化性能进行了研究。结果表明,所得到的Mn-N-C催化剂对氧还原反应(ORR)具有很好的催化作用,但以600℃热处理制备的催化剂其活性最好。催化剂中Mn-N-C结构是催化ORR的活性位。采用循环伏安法获得了Mn-N-C-t催化ORR的动力学参数,即总的转移电子数n和电子传递系数αnα;具有最佳活性的Mn-N-C-600催化剂的总转移电子数为3.63,说明在此条件下,Mn-N-C-600催化ORR主要以4e转移途径为主,由此提出了可能的氧还原反应的机理。 展开更多

关键词 壳聚糖 非贵金属催化剂 电催化 Mn-N-C 氧还原 热处理

在线阅读 下载PDF 职称材料

镍铁水滑石/还原氧化石墨烯的制备及电催化水氧化性能 被引量：9

15

作者 杜世超 任志宇 +1 位作者 吴君 付宏刚 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1415-1420,共6页

首先制备了不同镍/铁比的镍铁水滑石,并通过液相剥离法得到水滑石纳米薄片溶胶,随后将其与还原氧化石墨烯复合,并对其进行了电催化水氧化的性能测试.结果表明,镍铁水滑石的剥离可以大幅度提高其电催化性能,起峰电位为1.47V,电流密度为10... 首先制备了不同镍/铁比的镍铁水滑石,并通过液相剥离法得到水滑石纳米薄片溶胶,随后将其与还原氧化石墨烯复合,并对其进行了电催化水氧化的性能测试.结果表明,镍铁水滑石的剥离可以大幅度提高其电催化性能,起峰电位为1.47V,电流密度为10mA/cm^2时,电位仅为1.53V;与还原氧化石墨烯复合后,其催化活性得到了进一步提高,在10mA/cm^2时电位降为1.515V. 展开更多

关键词 镍铁水滑石 电催化水制氧 分解水 还原氧化石墨

在线阅读 下载PDF 职称材料

碳载钴酞菁催化剂的一步法制备及其在碱性条件下对氧的电催化还原 被引量：2

16

作者 赵伟利 周德璧 +1 位作者 孙新阳 谭龙辉 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期183-190,共8页

通过固相加热,一步合成了以VulcanXC-72(碳黑)为载体的碳载钴酞菁(CoPc/C)复合催化剂,其可用作空气电极的氧还原催化剂。通过X射线衍射、红外光谱等测试技术对催化剂进行了表征。利用极化曲线和交流阻抗(EIS)方法测试了其在碱性介质(6mo... 通过固相加热,一步合成了以VulcanXC-72(碳黑)为载体的碳载钴酞菁(CoPc/C)复合催化剂,其可用作空气电极的氧还原催化剂。通过X射线衍射、红外光谱等测试技术对催化剂进行了表征。利用极化曲线和交流阻抗(EIS)方法测试了其在碱性介质(6mol/LKOH)中对氧还原的催化性能。结果显示,得到的产物为CoPc/C复合物,平均粒径30nm。以磷酸处理的碳黑为载体,在600℃下制备的CoPc/C复合催化剂表现出最佳的催化活性。以其制备的电极在空气气氛下-0.03V(Hg/HgO)电位时即可产生明显氧还原电流,-0.2V时电流密度达90×10-3A/cm2。 展开更多

关键词 碱性燃料电池(AFC) 钴酞菁(CoPc) 氧还原(orr)

在线阅读 下载PDF 职称材料

石墨烯/金属氮杂环纳米复合材料在燃料电池分子氧催化还原反应中的应用研究 被引量：1

17

作者 雷新有 左国防 +1 位作者 张建斌 李志锋 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期133-137,共5页

石墨烯具有良好的电子传导性、巨大的表面积、稳定的化学和机械稳定性等,在分子氧催化还原(ORR)反应中可以有效地改进催化剂的催化活性,是过渡金属大环催化剂新的基底材料。对石墨烯支持的非贵金属氮杂环复合材料在ORR催化反应中的应用... 石墨烯具有良好的电子传导性、巨大的表面积、稳定的化学和机械稳定性等,在分子氧催化还原(ORR)反应中可以有效地改进催化剂的催化活性,是过渡金属大环催化剂新的基底材料。对石墨烯支持的非贵金属氮杂环复合材料在ORR催化反应中的应用以及影响催化O_2活性的因素进行了讨论。重点讨论了卟啉和酞菁中心金属核,Co和Fe,以及卟啉和酞菁作为N的前驱体对ORR电催化活性的影响,并展望了非贵金属氧还原催化剂在燃料电池中的研究发展方向。 展开更多

关键词 石墨烯 金属卟啉 金属酞菁 纳米复合材料 orr 燃料电池

在线阅读 下载PDF 职称材料

MnO@N-C双功能氧电极催化剂的制备与电化学性能 被引量：2

18

作者 阮艳莉 王天宇 顾祥顺 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2022年第5期27-32,共6页

为了解决锰氧化物氧电极催化剂导电性差的问题,并进一步提高其催化活性,引入沸石咪唑酯骨架结构(ZIF8)材料与二氧化锰(MnO_(2))材料复合,经高温煅烧后,制得具有高稳定性和双功能催化活性的MnO@N-C催化剂。采用SEM、XRD、XPS对MnO@N-C催... 为了解决锰氧化物氧电极催化剂导电性差的问题,并进一步提高其催化活性,引入沸石咪唑酯骨架结构(ZIF8)材料与二氧化锰(MnO_(2))材料复合,经高温煅烧后,制得具有高稳定性和双功能催化活性的MnO@N-C催化剂。采用SEM、XRD、XPS对MnO@N-C催化剂进行表征,并将其用于锌空气电池,考察该催化剂的催化性能和电池性能。结果表明:ZIF8的加入为材料提供了丰富的氮(N)源和碳(C)源,增加了催化活性位点,提高了催化剂的导电性和活性,同时,通过2种材料之间的协同作用,使MnO@N-C催化剂实现了较高的双功能性能;催化剂在碱性电解液中的氧还原(ORR)半波电位为0.78 V,与Pt/C催化剂(0.81 V)相接近,同时MnO@N-C催化剂还具有较低的Tafel斜率(113.74 mV/dec);在10 mA/cm^(2)下催化剂的氧析出(OER)电位E_(j=10)为1.66 V,与贵金属催化剂IrO_(2)(1.66 V)相当;使用MnO@N-C催化剂组装的锌空气电池峰值功率密度达到121 mW/cm^(2),在10 mA/cm^(2)下可稳定循环80 h,显示MnO@N-C催化剂具有优异的电化学循环稳定性,是一种非常有前途的高性能锌空气电池氧电极双功能催化剂。 展开更多

关键词 锌空气电池 双功能氧电极催化剂 ZIF8 氧化锰 氧还原(orr) 氧析出(OER) 电化学性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

Pt基合金氧还原催化剂设计的密度泛函理论计算研究 被引量：3

19

作者 欧利辉 陈胜利 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期1-5,共5页

本文提出以合金形成能、Pt表面偏析能和氧原子吸附能作为依据筛选具有高活性和高稳定性的表面富Pt氧还原合金催化剂.利用DFT计算对Pt与各种过渡金属形成的合金的热力学、表面化学和电子性质进行了系统研究,在此基础上预测Pt-V、Pt-Fe、P... 本文提出以合金形成能、Pt表面偏析能和氧原子吸附能作为依据筛选具有高活性和高稳定性的表面富Pt氧还原合金催化剂.利用DFT计算对Pt与各种过渡金属形成的合金的热力学、表面化学和电子性质进行了系统研究,在此基础上预测Pt-V、Pt-Fe、Pt-Co、Pt-Ni、Pt-Cu、Pt-Zn、Pt-Mo和Pt-W等合金可能具有好的氧还原催化活性和稳定性.所预期的大部分催化剂已有文献研究结果支持.另外,Pt-Zn和Pt-Mo体系目前报道尚不多,值得进一步细致研究. 展开更多

关键词 密度泛函理论计算 催化剂设计 Pt基合金 氧还原反应(orr)

在线阅读 下载PDF 职称材料

车载燃料电池用铂基催化剂的研究进展 被引量：4

20

作者 顾永万 马宝华 +4 位作者 栗云彦 杨冬霞 赵云昆 卢军 刘锋 《贵金属》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期89-97,共9页

能源危机和环境污染是车载燃料电池发展的主要驱动力。电催化剂的性能和成本是制约其实现商业化的关键因素之一。目前,车载燃料电池用催化剂主要是铂(Pt)基催化剂,文章对质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池和甲酸燃料电池三种车载燃... 能源危机和环境污染是车载燃料电池发展的主要驱动力。电催化剂的性能和成本是制约其实现商业化的关键因素之一。目前,车载燃料电池用催化剂主要是铂(Pt)基催化剂,文章对质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池和甲酸燃料电池三种车载燃料电池用铂基催化剂的研究进行综述,并对其存在的问题进行了分析和讨论。 展开更多

关键词 催化化学 车载燃料电池 电催化 Pt基催化剂 氧还原反应

在线阅读 下载PDF 职称材料