纳米铂钴掺杂碳材料的电化学储氢性能影响的研究开题报告

全文总字数：3648字

1. 研究目的与意义（文献综述）

如今在全球人口快速增长和经济迅猛发展的情况下，环境污染、能源短缺也成为了人们生活中不可忽视的严重问题，对于开发新型能源与可持续能源的需求也在不断增加。而氢气，以其独有的优势，对环境无毒无害而成为其中一种备受重视的清洁和可再生能源载体。为此，各国研究人员不断探寻能更经济，高效高容量且安全低成本的储氢介质，还要满足快速的氢吸附/解离，稳定热力学，轻质量和循环寿命长这些特点。早在1970年，荷兰菲利普研究所就发现了lani15的储氢性能，美国国立实验室brookhaven也发现了feti的储氢性能，至此展开了储氢介质研究的开端，到如今，已经有很多优秀的存储介质被开发出来，例如金属合金，氮化硼，等，除这些常规的低压吸附氢气储存方式外，电化学储氢也是一种高效并颇具前程的技术。

电化学储氢是通过在环境温度和适当压力条件下，用电化学方法将水解产生的氢插入碳质材料，氢以原子形式被嵌入碳材料的中间层被作为负极，用具有较好导电性，电化学稳定性和高比表面积的商业活性多孔碳作为正极。碳材料作为电化学储氢材料中常见的介质，为了增加碳材料中的储氢量，研究人员们也进行了很多研究，但大多研究都更注重于提高其库伦效率和储氢密度上，忽略了环境友好性，简单低成本等因素。对于电化学储氢中使用的各种碳材料中，常见的具有分层纳米结构的中孔碳涂覆ni或fe-li合金后，在电化学氢插入时会有不可避免的析氢反应，这会降低材料的库伦效率。而在已报道的研究中表示，钴（co），铂（pt)都被认为是一种出色的储氢，用氮掺杂的钴纳米颗粒包裹的中孔碳被证明具有出色的电化学储氢性能，而在多孔碳材料中负载的pt纳米颗粒也通过氢溢出来增强碳材料的储氢能力。电化学h插入有两个步骤，一为在电化学沉积(upd）条件下，水分子在碳表面电解产生氢原子，二是upd h扩散至石墨层边缘然后插入碳夹层中，或彼此结合，形成氢分子离开碳表面。两者都拥有加强碳材料氢气储存能力的能力，但原理各有不同。

而在本论文中重点为通过对纳米钴、铂掺杂碳材料合成、表征及其利用电化学方法检测复合碳材料的电化学嵌氢容量、库伦效率以及储氢能力等化学性能的文献行广泛阅读和理解的基础上，对该研究领域的研究现状，发展前景等内容进行综合分析、归纳整理和评论，并提出自己的见解和研究思路。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

查阅文献，对纳米铂钴掺杂碳材料在电化学储氢体系中的应用，储氢容量、储氢稳定性以其它电化学储能性能

，进行综述。

3. 研究计划与安排

第1周：了解论文题目，认识所需完成的主要内容和任务；搜集相关学术期刊、论文、文稿、专利、教材等资料，阅读后进行总结，对论题形成一个初步的系统性的认识。

第2-3 周：完成毕业论文开题报告，确定具体步骤。

第4-7周：查阅文献，了解纳米铂钴掺杂碳材料的合成及在电化学储氢体系中的应用。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]杨少强. 钴—碳复合材料的制备和电化学储氢性能研究[d].哈尔滨工程大学,2013.

[2]包彦彦. 钴复合氧化物的制备及其电化学储氢性能研究[d].哈尔滨工程大学,2012.

[3]陶星. 钴基合金复合材料电极的电化学储氢性能[d].长春理工大学,2019.