薄层PdPS纳米材料作为析氢反应催化剂的理论研究开题报告

1. 研究目的与意义

在氢能的开发利用中，高效环保的制氢方式是氢能应用的前提。而电化学析氢是非常有潜力的一种方法，但是在电化学析氢中我们需要使用金属铂等贵金属来作催化剂，他的储量较少且价格昂贵，不利于大规模的推广应用。因此我们需要寻找一种廉价高效的催化剂来替代铂。石墨烯，黑磷，氮化硼等二维结构的催化析氢性能并不是很好。与此同时，一种新预测的二维结构PdPS出现在人们眼前，计算表明他是可以通过实验制备出来，但是他在催化方向上还没有许多人去研究。本实验主要就是研究其在催化析氢反应中的催化性能，重点研究其不同厚度对催化性能的影响。

2. 国内外研究现状分析

用于水分解的二维材料催化剂引起了人们极大的关注。

在这个背景下，科研方面已经揭示了一些有希望的二维材料，通过分裂水分子产生氢气，包括mos2/ws2。

尽管如此，这些众所周知的催化剂的吉布斯自由能并不是很好，希望her催化效率进一步得到提高。

3. 研究的基本内容与计划

1、首先构建单层至三层的pdps结构的模型，进行结构优化，计算三种模型的电子结构。

2、构建析氢反应模型。

3、确定pdps表面h的稳定吸附位点，比较不同厚度的pdps对h吸附的差异。

4. 研究创新点

近年, 许多先进的能量储存和转换技术得到了快速发展, 如燃料电池、电解水、金属-空气电池以及金属-离子电池等。

利用这些技术能够快速高效实现化学能与电能的转变, 对高效利用可再生洁净能源、缓解能源危机和环境污染起着重要作用. 因此研究高效的电催化剂成为探索可持续发展能源的重中之重。

同时, 从分子结构水平上认识电催化反应的机理并理解影响其电催过程的各类因素，是理性完美的设计开发高效电催化剂的前提。