目录
摘要 ......................................................................................................................... I ABSTRACT ............................................................................................................... I I 目录 ....................................................................................................................... I II 第一章绪论 (1)
1.1 燃料电池概述 (1)
1.2 DMFCs概述 (3)
1.2.1 DMFC工作原理 (3)
1.2.2 DMFCs面临的主要难题 (4)
1.3 DMFCs阴极催化剂的研究现状 (5)
1.3.1 铂系催化剂 (5)
1.3.2 非铂系催化剂 (6)
1.4 石墨烯基催化剂 (7)
1.4.1 石墨烯的物化性质 (7)
1.4.2 石墨烯的制备方法 (8)
1.4.3 石墨烯的应用 (10)
1.5 本课题的研究目的及意义 (14)
第二章实验药品与测试方法 (15)
2.1 实验部分 (15)
2.1.1 实验药品 (15)
2.1.2 氧化石墨烯的制备 (15)
2.1.3 双金属氧化物/氮掺杂石墨烯复合材料的制备 (16)
2.1.4 实验仪器 (17)
2.1.5 电极体系 (17)
2.2 材料表征方法 (17)
第三章钴铁氧化物/氮掺杂石墨烯复合材料在氧还原反应中性能的测试 (19)
3.1 钴铁氧化物/氮掺杂石墨烯复合材料的表征 (19)
3.1.1 XRD表征 (19)
3.1.2 TEM表征 (19)
3.1.3 Raman表征 (21)
3.1.4 XPS表征 (22)
3.2 钴铁氧化物/氮掺杂石墨烯复合材料的电化学测试 (25)
3.2.1 循环伏安法测试 (25)
3.2.2 线性扫描循环伏安法测试 (26)
3.2.3 旋转环盘电极测试 (30)
3.2.5 抗甲醇-计时电流法测试 (32)
3.3 小结 (34)
第四章镍钴氧化物/氮掺杂石墨烯复合材料在氧还原反应中性能的测试 (35)
4. 1 镍钴氧化物/氮掺杂石墨烯复合材料的表征 (35)
4.1.1 XRD表征 (35)
4.1.2 TEM表征 (35)
4.1.3 Raman表征 (37)
4.1.4 XPS表征 (37)
4.2 镍钴氧化物/氮掺杂石墨烯复合材料的电化学测试 (41)
4.2.1 循环伏安法测试 (41)
4.2.2 线性扫描循环伏安法测试 (41)
4.2.3 旋转环盘电极测试 (44)
4.2.4 计时电流法测试 (46)
4.2.5 抗甲醇-计时电流法测试 (47)
4.3 小结 (49)
第五章结论 (50)
参考文献 (51)
致谢 (58)
第一章绪论
当今，由于传统化石燃料的消耗，我们正面临着全球变暖和气候变化的严峻的挑战。温室气体排放的主要来源于交通部门和电力发电的排放。并且，在日常生活中和工业生产中，它们的主要能源基本上是来自石油、煤炭、天然气等不可再生的化石能源。在化石能源利用上，通常将它们的化学能转化为电能、热能等来进行使用，在这个能量转换过程中就有大部分的能量损失，同时也会伴随着大量废气污染物产生，如CO X、SO X等[1]。因此，一个全球解决方案必须向实际的、友好型的可持续能量来源的转变。高容量的能量体系，如燃料电池、金属空气电池，是很有望用来满足电动车辆的迫切需求及可持续能量的使用[2-3]。在这些能量体系中，直接甲醇燃料电池（DMFCs）作为将甲醇的化学能转化为电能的理想转化装置，已经被广泛地研究[4]。
1.1 燃料电池概述
燃料电池，作为一种发电装置，具有能将化学能连续地、无污染地、高效地转化为电能等特点，已经成为能源领域的研究热点之一。燃料电池主要有几种类型，如表
1-1，其的工作原理如图1.1。
表1-1 燃料电池的主要类型