第1章 绪言 1
1.1 可再生能源系统与电化学氢能技术 1
1.1.1 能源危机及未来可再生能源系统 1
1.1.2 氢能经济 8
1.1.3 电化学氢能转化技术 10
1.2 氢燃料电池 11
1.2.1 氢燃料电池原理 11
1.2.2 质子交换膜燃料电池面临的挑战 14
1.2.3 非Pt催化剂的燃料电池研究 19
1.3 水电解制氢 21
1.3.1 水电解制氢发展历程 21
1.3.2 水电解制氢原理 22
1.3.3 主要的水电解制氢技术 25
1.3.4 几种水电解技术的比较 32
1.3.5 碱性SPE水电解 32
1.4 研究思路 33
参考文献 35
第2章 氧还原Pd催化剂的形貌-活性关系研究 49
2.1 引言 49
2.2 实验部分 50
2.2.1 实验原材料与仪器 50
2.2.2 实验方法及测试条件 51
2.3 结果与讨论 53
2.3.1 棒状纳米Pd及球状纳米Pd 53
2.3.2 迥异的ORR催化性能 57
2.3.3 Pd电化学面积（ESA）的测量 58
2.3.4 Pd-NR的形貌特点 62
2.3.5 Pd-NR具有高ORR催化活性的第一性原理解释 64
2.4 本章小结 67
参考文献 67
第3章 Pd表面反应性调控及Pd阳极催化剂设计 80
3.1 引言 80
3.2 实验部分 82
3.2.1 实验原材料与仪器 82
3.2.2 实验方法及测试条件 83
3.3 结果与讨论 85
3.3.1 Pd表面反应性调变的DFT计算 85
3.3.2 Pd合金的电化学共沉积制备 86
3.3.3 Pd-Cu与Pd-Au合金的表征 86
3.3.4 合金化对SR的可控调变 89
3.3.5 Pd催化FAOR与HOR 91
3.3.6 Pd催化FAOR的SR-CA关系 92
3.3.7 Pd催化HOR的SR-CA关系 95
3.4 本章小结 98
参考文献 99
第4章 碱性SPE水电解催化剂的制备及表征 105
4.1 碱性SPE水电解阳极催化剂研究 105
4.1.1 引言 105
4.1.2 实验部分 107
4.1.3 结果与讨论 108
4.2 碱性SPE水电解阴极催化剂研究 125
4.2.1 引言 125
4.2.2 实验部分 126
4.2.3 结果与讨论 127
4.3 本章小结 132
参考文献 133
第5章 碱性SPE水电解器研究 136
5.1 引言 136
5.2 实验部分 137
5.2.1 实验原材料与仪器 137
5.2.2 实验方法及测试条件 137
5.3 结果与讨论 144
5.3.1 阳极 144
5.3.2 阴极 151
5.3.3 碱性SPE水电解器的装配及电解性能测试 157
5.4 本章小结 164
参考文献 165
致谢 168