【摘 要】
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新能源技术的发展日新月异,以燃料电池,尤其是氢燃料电池为动力系统的移动装置逐渐步入市场。氢能作为全球公认的最具发展潜力的洁净能源之一,在新一代的能源技术革命中占据重要位置。同时,氢能的储存与制备技术的进步,以及氢燃料电池动力系统的逐步升级和完善,使得氢气作为一种无污染燃料在能源应用中日益成熟。尽管更长的续航和更短的加氢时间使得氢燃料电池电动车具有一定的优势,但是在新能源汽车的发展中,由于工业成本太
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新能源技术的发展日新月异,以燃料电池,尤其是氢燃料电池为动力系统的移动装置逐渐步入市场。氢能作为全球公认的最具发展潜力的洁净能源之一,在新一代的能源技术革命中占据重要位置。同时,氢能的储存与制备技术的进步,以及氢燃料电池动力系统的逐步升级和完善,使得氢气作为一种无污染燃料在能源应用中日益成熟。尽管更长的续航和更短的加氢时间使得氢燃料电池电动车具有一定的优势,但是在新能源汽车的发展中,由于工业成本太高,燃料电池电极反应自身仍然存在一些技术瓶颈,特别是缓慢的燃料电池电极反应动力学直接影响了该项技术的发展。现阶段由于缺乏高效稳定的反应催化剂,燃料电池技术的发展仍然受制于其阴极氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction,ORR）缓慢的动力学。大量文献证明Pt以及Pt基材料对催化ORR具有很高的活性,但是受限于贵金属的经济成本和稳定性。此外,氢能作为能源应用中最具发展潜力的二次清洁能源,在缓解全球能源危机和解决环境污染问题上将发挥重要作用。在工业上电解水制取氢气的反应中,氧析出反应（Oxygen Evolution Reduction,OER）作为电极的一个半反应,其催化剂也大多依赖于氧化铱,氧化钌等成本较高的催化剂。因此,探索高效稳定且储量充足的电极催化剂,对氢燃料电池技术极其上游产业中的电解水制氢技术非常有意义。本文研究的具体内容如下:（1）在盐酸和硫酸的共同调节作用下,VNi（OH）x纳米片自组装成毛虫状的三维结构,并且立在泡沫镍基底的表面。同时,在酸性介质中,泡沫镍原位释放镍物种,它不仅作为生长基底,还作为镍物种的来源。Ni V（OH）x在氨气氛围中通过低温退火处理,得到了氮化镍（Ni3N）和氮化钒（VN）的异质结构（D-Ni3N QDs/VN）。（2）相似的晶格常数使得VN（200）和Ni3N（020）在同一个方向上发生重叠,从而产生一种低匹配的异质结构（D-Ni3N QDs/VN）。由于异质界面上的强相互作用和不平衡的原子配位现象,VN基底诱导量子点部分区域产生了明显的晶格条纹扭曲缺陷,同时伴随着电子构型上的改变,使得活性物质表面的化学价态得以改变实现电荷密度再分布。（3）扭曲量子点（Ni3N）直接作为主要的活性物质,对双功能氧气电催化剂具有显著的活性和稳定性。匹配的异质结构对于维持催化剂的结构稳定性,实现量子点与基底间的化学耦合具有重要意义。
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