一、选题背景和意义:
能源与环境是近年来需要解决的主要问题。氢是一种理想的能源,因为它的燃烧产物是水。电化学分解水是一种绿色、经济、大规模制备高纯氢的有效方法。然而,阳极析氧反应(OER)是四电子转移反应,其过电位高在很大程度上限制了水的裂解效率。电化学降解有机污染物净化环境是目前处理工业废水最合适的方法。但这两个反应都要求电极材料具有良好的导电性、耐腐蚀性和在恶劣环境下的长期稳定性。目前电极材料常用贵金属(如Ru)制作。因此,有必要开发一种低成本、无贵金属的双功能催化剂来实现水的裂解和染料的降解。以往对高熵合金膜的研究主要局限于其电学性质以及优异的耐蚀性。到目前为止,还没有关于高熵合金膜的电催化水裂解和染料降解的报道。在这项研究工作中,我们将高熵合金薄膜的应用领域扩展到了环境和能源领域。研究磁控溅射的影响因素之一,溅射功率对电极结构及电催化性能的影响。
二、课题关键问题及难点:
关键问题:
1)采用磁控溅射法制备一种双功能电催化剂;
2)对制备的样品进行结构和性能的表征;
3)研究不同溅射功率下制备样品的结构与性能差异
难点1):电化学分解水在很大程度上受到析氧反应迟滞动力学的限制。
解决方法:开发具有低析氧反应过电位的电催化剂。
难点2):目前电催化剂成分中多含Ru等贵金属元素,成本高限制了其广泛应用。
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