【泡沫镍基底上双金属氧化物催化电极的合成与表征（论文）8200字】.doc

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泡沫镍基底上双金属氧化物催化电极的合成与表征

目录

TOC\o1-3\h\u17910摘要 0

134051引言 0

256552实验原理 3

183723实验部分 4

311883.1实验药品 4

305643.2实验仪器 4

185983.3实验步骤 4

101083.31电极制备 4

168563.32电极形貌与结构表征 5

141883.33电化学性能测试 6

19244结果与讨论 6

88014.1XRD元素分析 6

322724.2SEM形貌表征 8

196144.3电化学性能分析 10

186415结论与展望 11

139695.1结论 11

144605.2展望 11

15016参考文献 12

摘要

当今社会能源、科技、经济和发展正处在难以估测的变局中。在传统化石能源日益消磨殆尽能源危机逐步加重的环境下，众多科研工作者已经探索了核能、太阳能、风能、潮汐能、氢能等来取代不可再生的化石能源从而解决能源危机。未来会有哪些能源异军突起也是未知变数。然而新型能源存在地域、季节、气候限制和稳定性差等不利因素并未全面普及。这在一定层面上揭示综合多方限制因素、环境友好型发展战略和可持续发展观电解水产氢有更加广泛的应用空间，不仅拥有高的热值高利用率也可以借助其他新型能源作为产出驱动力。利用金属自身优异物理化学性质作为电解水催化电极已经逐步被科研人员涉足探究，其中过渡双金属氧化物在形貌可调控、协同效应、价格低廉和制备工艺简单等方面存在无可比拟的优势。

关键词：金属氧化物；电解水析氢；协同效应；泡沫镍

1引言

近年来，随着人们不断地开拓创新经济和社会在飞速的发展，工业、农业和社会能源的需求达到了空前的规模，随之同步发展起来以煤石油天然气等传统化石能源为基础的生产生活也面临不可再生资源枯竭和严峻的环境污染问题，这使得人们转而寻求新型清洁高效可替代能源（李天宇,张晨曦,2022)。从这些故事中看出因此开发绿色可持续能源俨然成为全世界科学研究的一个首要课题。通过科研工作者的不断努力下，以太阳能、风能、潮汐能等一系列可再生清洁能源的开发利用技术已经取得长足的进步，这给人类提供了应对能源和环境危机的解决之道。但太阳能、风能、潮汐能等新型能源受天气，季节气候和区域资源分布等自然条件的制约能源的产生和利用存在浮动，从这些描述中揭示加上生产转化等技术工艺尚不完善新型能源的稳定性和利用率有待提高。氢能作为一种高热值高储量燃烧产物无污染可再生等一系列优特点已经被视为潜在的可替代能源。日前，主流制氢方法大体分为如下几类(王欣怡,刘宇翔,2023)：传统化石燃料重整法如天然气和石油煤气化制氢[1],活泼含氢化合物或金属的水解[2]和电解水[3]。传统化石燃料重整法是当下工业制氢的主流方法，先是将化石燃料中的碳通过反应转化为反应中介体CO，再通过水蒸气与CO发生化学反应变化产生H2，同时反应中介体CO被进一步被氧化成CO2。但此反应途径在生产氢气的同时会排出大量CO2，另因化石燃料常含有N、S元素，这确切表明了情况会产生氮硫氧化物等有毒气体引发环境污染。可以看出，本研究特别强调跨学科的合作，引入了经济学和社会学等相关领域的理论工具与分析框架，力求多维度地探讨研究问题，进而充实和发展已有理论体系。基于研究发现的深刻理解，本文提出了实用性的政策建议或实践指南，期望对行业发展、决策过程以及后续研究提供有益的影响。显然不符合当代环境友好型发展理念(陈雨泽,赵佳琪,2021)[4]。活泼含氢化合物或金属的水解制氢虽然可以快速制氢，但是这些产氢原料的生产过程同样会造成严重的工业废气进而引发严重的环境污染，不符合绿色发展的初衷(李飞,孙思琪,2021)[5]。相比之下电解水析氢可运用光能、风能、潮汐能等作为驱动力[6]。利用此类清洁易获取的能源制取高效可持续连续稳定的氢能。其中能看得另外电压的可调控性也为工业制取氢气增设可调节性，进而避免因设备工作状态条件限制产生不必要的能源消耗(周节,黄亭和,2021)。

当前电解水制氢技术可大体细分为三大类别，即固体氧化物电解水制氢技术（SOEC）、质子交换膜电解水技术（PEM）和碱性电解水制氢技术（ALK）[7-8]。固体氧化物电解水制氢技术中能量转化的不可控，致使部分电能转化为热能降低了该项技术的利用率，同时反应所需耐高温材料也未实现产业化(杨浩然,高文博,2021)。质子交换膜电解水技术因构件需要高筛选性质子交换膜和铂电极成本高昂且产业化程度较低。相比之下碱性电解水制氢方式制造的成本低廉，这在一定层面上传递了测试研究等构成