【摘 要】
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近年来,可再生清洁能源的产生与利用逐渐成为世界性的研究热点问题,燃料电池和电分解水技术替代化石燃料提供清洁可持续的能源已是大势所趋。但是在能源转换过程中几个最主要的电化学反应（HER、OER）,其缓慢的反应动力学和较高的反应能垒却严重限制了该技术在实际中的应用,开发低成本、高效稳定的电化学反应催化剂是解决这一问题的关键所在。本文开发了一种简单、廉价、高效的全解水催化剂,首先在泡沫镍上生长聚吡咯作为
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近年来,可再生清洁能源的产生与利用逐渐成为世界性的研究热点问题,燃料电池和电分解水技术替代化石燃料提供清洁可持续的能源已是大势所趋。但是在能源转换过程中几个最主要的电化学反应（HER、OER）,其缓慢的反应动力学和较高的反应能垒却严重限制了该技术在实际中的应用,开发低成本、高效稳定的电化学反应催化剂是解决这一问题的关键所在。本文开发了一种简单、廉价、高效的全解水催化剂,首先在泡沫镍上生长聚吡咯作为氮掺杂的碳中间层,然后在其表面负载金属纳米簇后,经高温碳化后制备得到三维自支撑复合催化剂(MNCs-ppyFC/NF)。本文探究了不同制备条件下催化剂的活性,并分析了影响催化活性的机理。制备的Au-ppyFC/NF和Pd-ppyFC/NF复合催化剂,在碱性析氢和析氧过程中显示出了较好的催化活性。HER起始电位分别为-56.9 m V和-37.3 m V,OER起始电位分别为1.49 V和1.47 V。球差校正透射电镜和同步辐射表明在复合催化剂形成的过程中,Fe3+引发聚合的聚吡咯经高温碳化后形成了一种包含Fe-N-C结构的片层状材料。我们认为催化剂优异的活性与Fe-N-C结构及其与金属纳米簇之间存在的协同作用具有密切相关性。MNCs-ppy FC/NF复合催化剂还具有非常优异的化学稳定性。本文中制备的电催化剂具有优异的电催化活性,成本较低,稳定性良好,在氢能制备和利用方面有较好的发展前景。
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