本書(shū)分為9章,第1章對(duì)開(kāi)發(fā)氫能的重要性和目前的制氫技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)述;第2章介紹了電解水陰極析氫反應(yīng)和陽(yáng)極析氧反應(yīng)原理及高效催化劑的研究進(jìn)展;第3~6章用實(shí)例介紹了電催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模擬、催化劑表面結(jié)構(gòu)精控、催化劑界面結(jié)構(gòu)構(gòu)筑等技術(shù)對(duì)催化劑析氫性能的調(diào)控;第7~9章用實(shí)例介紹了催化劑缺陷結(jié)構(gòu)構(gòu)筑、表面官能團(tuán)精控等技術(shù)對(duì)催化劑析氧性能的調(diào)控。本書(shū)可供從事氫能和新能源材料研究和開(kāi)發(fā)的從業(yè)人員,以及高等院校新能源和材料專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本科生和研究生閱讀參考。
1緒論11.1發(fā)展氫能的意義11.1.1能源安全的保障11.1.2碳減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)21.1.3棄風(fēng)、棄光、棄水難題的解決31.2氫的制備31.2.1化石燃料重整制氫41.2.2工業(yè)副產(chǎn)氫41.2.3電解水制氫52電解水制氫基礎(chǔ)72.1電解水反應(yīng)的基本原理82.1.1電解水反應(yīng)機(jī)理82.1.2火山圖112.1.3催化劑評(píng)價(jià)方法122.2金屬基催化劑研究進(jìn)展152.2.1貴金屬催化劑152.2.2非貴金屬催化劑202.2.3貴金屬合金催化劑202.2.4非貴金屬合金催化劑232.3過(guò)渡金屬化合物催化劑研究進(jìn)展252.3.1過(guò)渡金屬氧化物催化劑252.3.2過(guò)渡金屬氮化物催化劑292.3.3過(guò)渡金屬硫化物催化劑312.3.4過(guò)渡金屬磷化物催化劑382.3.5過(guò)渡金屬碳化物催化劑452.3.6過(guò)渡金屬硼化物催化劑522.4無(wú)金屬催化劑研究進(jìn)展532.5單原子催化劑研究進(jìn)展542.6研究展望553高效析氫催化劑的表面結(jié)構(gòu)調(diào)控583.1概述583.2材料的制備及測(cè)試技術(shù)613.2.1材料的制備613.2.2材料結(jié)構(gòu)表征方法613.2.3材料性能測(cè)試方法623.2.4密度泛函理論計(jì)算參數(shù)設(shè)置623.3催化劑結(jié)構(gòu)及性能633.3.1階梯狀邊緣MoS2的設(shè)計(jì)與制備633.3.2催化劑電化學(xué)性能分析673.3.3催化機(jī)理探討704異質(zhì)結(jié)構(gòu)有效協(xié)同堿性介質(zhì)中的析氫反應(yīng)744.1概述744.2材料的制備及測(cè)試技術(shù)754.2.1材料的制備754.2.2材料結(jié)構(gòu)表征方法764.2.3材料性能測(cè)試方法774.3催化劑結(jié)構(gòu)及性能774.3.1催化劑的結(jié)構(gòu)分析774.3.2催化劑電化學(xué)性能分析814.3.3催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)解析845異質(zhì)結(jié)構(gòu)的界面調(diào)控865.1概述865.2材料的制備及測(cè)試技術(shù)875.2.1材料的制備875.2.2材料結(jié)構(gòu)表征及性能測(cè)試方法875.2.3密度泛函理論計(jì)算參數(shù)設(shè)置885.3催化劑結(jié)構(gòu)及性能885.3.1催化劑的結(jié)構(gòu)分析885.3.2催化劑電化學(xué)性能分析926全pH值范圍高效析氫催化劑的構(gòu)筑956.1概述956.2材料的制備及測(cè)試技術(shù)976.2.1材料的制備976.2.2材料結(jié)構(gòu)表征方法976.2.3材料性能測(cè)試方法986.2.4密度泛函理論計(jì)算參數(shù)設(shè)置986.3催化劑結(jié)構(gòu)及性能986.3.1催化劑的結(jié)構(gòu)分析986.3.2催化劑電化學(xué)性能分析1017低成本、高穩(wěn)定性析氧反應(yīng)