基于Pt-Ir催化的氨水电解制氢及其动力学特性研究

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaozhi_1100
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氨电解制氢是近几年随着电化学发展衍生的新的制氢路线,电管理比起热管理在工程应用上将更加简单。利用氨电解的低能耗特点,氨电解池可安装于燃料电池车(船),用于车(船)载氢燃料电池在线供氢,避免车辆(船只)携带高压氢罐(35~70MPa),可减少氢气压缩功耗,降低用氢成本,车辆(船只)安全性也能大大提升。目前,电解氨水现场制氢用于加氢站或车(船)动力系统正逐渐受到关注,一些西方国家正积极开展相关技术开发。本文以风力和光伏等可再生能源为背景,主要围绕碱性溶液中氨水电解催化剂制备工艺的优化和催化动力学的问题展开,研究内容包括Pt-Ir共沉积制备电位对电解氨水制氢性能的影响、利用电化学阻抗探索氨电解的催化动力学影响因素以及在最佳性能下,基于Pt-Ir催化氨水电解供氢的技术方案。研究表明,Pt-It双金属是良好的氨电解催化剂,采用电沉积的方式制备Pt-Ir催化剂,沉积电位对催化剂的形貌及原子比影响较大,随着电位的负移,Ir在低电位下无法沉积。催化剂晶体结构主要以(111)和(200)晶面为主,元素价态包括0,+2,+4价,活性面积最高可达到20.4m2/g,Ir的存在使常温氨电解的阳极起始电位降低了约160mV。通过对氨电解动力学研究,发现Pt-Ir催化剂的失活是一种假象,氨在溶液中的阳极扩散电阻是导致氨电解失活主要原因,而通过升温可以降低反应的阳极扩散电阻和阳极过电位。在80℃下,氨的初始分解电压降为0.31V,在100mA/cm2电流密度下,氨电解电压约为0.5V,产氢速率约为51 mL/h·cm2。提出常压氨电解供燃料电池用氢的技术路线,升温后可实现高电流密度下(>1 00 mA/cm2),燃料电池对外输出最高可达45%左右的电能。该技术路线可降低我国可再生能源的弃电率,避免我国在发展氢燃料电池汽车过程中使用高压储氢罐和建造加氢站,同时在未来的重型卡车和货运轮船领域,或能实现大规模的降碳减排。利用氨储能在我国是全新的概念,氨电解制氢将为可再生能源在氢能的应用上找到新的突破口。以氨代氢可实现从合成到应用全产业链的无碳排放,契合了我国的清洁能源的发展路线,将为我国早日实现“2060碳中和”计划埋下伏笔。
其他文献
双歧杆菌 (Bifidobacterium) 在长期进化过程中与宿主之间形成了共生关系,在维护肠道微生态和人体健康上发挥着重要作用,已被广泛应用于食品及保健食品领域。虽然皮肤共生微生物在维护皮肤稳态健康上发挥着积极作用,但现行法规对微生物在化妆品中的使用进行了严格的限制。因此,市场上的化妆品产品仅限于使用益生元 (prebiotics) 或后生元 (postbiotics),其中包括被列入国家药监
期刊
<正>2017年,国家新闻出版广电总局发布《印刷业"十三五"时期发展规划》,明确了"坚持绿色发展道路,增强绿色印刷实效"的重点任务,要求继续大力实施绿色印刷,提升产业绿色发展水平。绿色印刷已成为我国从印刷大国向印刷强国迈进的重要举措。
期刊
生物质是储量丰富的可再生资源,开发生物质代替化石原料生产人类社会所必需的化学品、材料以及燃料可以减少二氧化碳的排放,符合绿色可持续发展的理念。木质纤维生物质可经过一系列生物或化学方法转化为一些极具潜力的平台化合物。其中,生物质基呋喃二甲酸(2,5-Furandicarboxylic acid,FDCA)具有与石油基对苯二甲酸(Terephthalicacid,PTA)相似的理化性质,因而FDCA可
学位
信息时代背景下,企业的管理工作也面临更高的要求与挑战。因此,为了顺应时代的发展需要,企业要及时转变管理模式,积极地运用业财一体化模式,在此基础上打破财务工作与业务发展之间的壁垒,实现二者在流程与信息等诸多方面的有机融合,从而全面地提升企业财务管理水平,加强信息化建设,提升企业的管理效率。本文探讨了企业业财一体化建设中存在的问题,并提出针对性的应对策略,以供参考。
期刊
乙酰丙酸(Levulinic acid,LA)是12种最重要的生物质平台化合物之一,其可通过催化加氢反应进一步转化为γ-戊内酯(γ-valerolactone,GVL)这一高附加值化学品。GVL可以用作香料和食品添加剂,也可被用作绿色溶剂;以GVL为原料能转化制备多种高附加值的化学品以及高分子聚合材料的单体;还可用作汽柴油增氧剂和燃料添加剂。目前报道的LA直接加氢制备GVL的催化合成体系中,多以1
学位
<正>今年以来,湖北公安机关按照国家税务总局等六部门常态化打击虚开骗税和公安部“打击骗取留抵退税违法犯罪专项行动”工作部署,坚持全环节、全要素、全链条打击虚开骗税和骗取留抵退税等违法犯罪,集中资源力量强化破案攻坚。
期刊
《义务教育语文课程标准(2022年版)》主要以学习任务群的方式组织与呈现义务教育语文课程内容。本文以统编教材八年级上册第五单元为例,从确定高迁移性的关键能力作为单元目标,创设指向真实语言运用情境的学习内容,设计结构化的单元学习过程,以多样化的学习评价促进学习经历的丰富这四个方面,对基于“实用性阅读与交流”学习任务群的单元教学展开探讨。
期刊
全无机钙钛矿CsPbX3量子点因其优异的性能在显示和照明领域具有潜在的应用前景。但其稳定性差,无法商业化推广应用。因此,本论文主要围绕构建高稳定性的全无机钙钛矿CsPbX3钙钛矿量子点开展课题研究,具体内容包括:(1)采用水热法合成钛硅酸钠(CST),并通过离子交换得到CST:Cs+;然后利用CST的固有纳米孔道,通过反序热注入法,原位生长CsPbBr3蓝光量子点,该量子点尺寸为3 nm左右,激发
学位
小学语文“实用性阅读与交流”学习任务群关注社会现实,引导学生参与社会生活。本任务群包含知识类文本、社会交往类文本、非连续性文本、应用性文本、新闻传播类文本五种实用文本类型,培养学生的信息提取、信息转换、信息加工、信息传播四种能力。教师应从语言运用出发,细化本任务群的学段课程目标,以学习主题统整教材单元,创设学习情境,以语文实践为导向设计活动链,开展多元评价方式,发展学生素养。
期刊
生物质作为唯一可再生的有机碳资源,可制备多种化学品和燃料。生物质的三大组分中,纤维素和半纤维素可通过酸催化水解-脱水转化为平台化合物5-羟甲基糠醛(5-Hydroxymethylfurfural,HMF)及糠醛(Furfural,FF),并进一步合成各种高附加值下游化学品。环戊酮衍生物是一类用途广泛的精细化学品,目前主要以化石资源制备,该方式存在工艺复杂、成本高昂及污染严重等问题。本论文以呋喃化合
学位