生物質(zhì)頭發(fā)導(dǎo)出的多孔碳材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、化石燃料的枯竭和嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境大大刺激了清潔可持續(xù)能源裝置的研發(fā)。具有高能量密度的可充電金屬空氣電池是為電動汽車和便攜式消費電器供電的最有前途的技術(shù)之一。在可充電金屬空氣電池中，氧還原反應(yīng)(ORR)和氧析出反應(yīng)(OER)是分別對應(yīng)放電和充電過程的的兩個基本過程，決定了可充電金屬空氣電池的性能。因此，開發(fā)高效雙功能電催化劑是研發(fā)高效可充電金屬空氣電池的核心和關(guān)鍵之一。燃料電池是能夠?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能而不燃燒的能量轉(zhuǎn)換裝置。事實上，燃料電池

2、陰極上的ORR反應(yīng)比陽極反應(yīng)慢了幾個能量級，大大限制了燃料電池的發(fā)展。到目前為止，鉑(Pt)被認(rèn)為是最有效的ORR催化劑。開發(fā)非貴金屬催化劑具有十分重要的意義。多孔碳具有高表面積和高穩(wěn)定性的優(yōu)點，是被看好的電催化劑材料之一。生物質(zhì)是富含豐富有機質(zhì)的生物材料，豐富的雜原子含量使生物質(zhì)成為電催化劑的可能原料。實際上，已經(jīng)有很多研究使用生物質(zhì)作為前驅(qū)體來制各電催化劑。本文的主要內(nèi)容為采用生物質(zhì)原料頭發(fā)，制備雙功能電催化劑。
　　生物質(zhì)頭

3、發(fā)是一種生物質(zhì)有機廢物，含有豐富的氮和硫。我們采用生物質(zhì)頭發(fā)為原料，通過摻雜二次碳源/氮源，經(jīng)由預(yù)處理、活化和高溫?zé)峤膺^程制備了N摻雜的多孔碳材料。二次碳源/氮源可以提高材料的含氮量和改善孔徑分布。無金屬多孔碳材料H-Carbon-G-U顯示了可與20％商業(yè)Pt/C相比的ORR催化活性和更好的穩(wěn)定性。
　　通過摻雜過渡金屬，我們制備了Fe/Fe2C@H-Carbon-GU材料，材料含有Fe和Fe2C納米粒子。材料表現(xiàn)出比20％商業(yè)