镍基析氢电极材料的制备及其性能表征的任务书.docx

镍基析氢电极材料的制备及其性能表征的任务书
一、任务背景
随着全球经济的不断发展和人们生活水平的提高，对能源的需求越来越大，而传统化石能源的短缺和环境问题的严重性使得可再生能源日益受到关注。其中，氢能作为一种十分理想的新能源得到了广泛的关注。在利用氢能的过程中，水电解是一种常用的氢产生方法，而水电解的关键在于电解水反应（HER，hydrogenevolutionreaction），其速度和效率与使用的电极材料密切相关。在研发高效低成本的水电解电池的过程中，发展优良的电极材料是至关重要的。
二、任务目的
本任务主要是对一种镍基析氢电极材料进行制备，进而通过一系列的性能测试对其进行表征，以研究其作为电解水反应催化剂的性能和应用潜力，具体目的为：
1.学习镍基析氢电极材料的基本理论
2.掌握合成镍基析氢电极材料的关键步骤和技术，制备样品
3.测试合成样品的电化学性能
4.分析并论证合成镍基析氢电极材料的优缺点，并探讨其在水电解中的应用前景。
三、任务内容
1.阅读关于镍基析氢电极材料的相关文献资料，深入了解镍基析氢电极材料的基本理论、制备方法以及性能评价指标等。包括但不限于如下内容：
（1）水电解电池的概念和电极反应机理
（2）电催化剂的分类和性能评价指标
（3）镍基电催化剂的合成方法和机理
2.设计并实施一套镍基析氢电极材料的制备方案，采用比较成熟的方法制备镍基析氢电极材料，并对合成的材料进行表征，包括但不限于如下步骤：
（1）材料制备：根据文献资料和设计方案，制备镍基析氢电极材料。
（2）表征测试：采用扫描电子显微镜观察物质形貌，采用X射线衍射仪测试晶体结构，进行循环伏安、电化学阻抗谱等实验测试合成的样品电化学性能。
3.使用合成的镍基析氢电极材料进行水电解反应实验，并与常规电极材料进行比较评价。
四、任务成果
1、完成镍基析氢电极材料制备并进行初步表征；
2、编写实验报告，包括材料制备工艺流程、性质测试结果及其分析；
3、完成实验过程中所需的安全措施，并对实验产生的废弃物进行合理的处置。
五、参考文献
1.J.Zhangetal.“Areviewofnickel-basedactiviematerialsforhydrogenevolutionreaction.”Internationaljournalofhydrogenenergy,vol.44,no.35,pp.1893-1901,Oct.2019.
2.X.Fengetal.“Recentdevelopmentsinnickel-basedelectrocatalystsforthehydrogenevolutionreaction.”JournalofmaterialschemistryA,vol.4,no.13,pp.4768-4781,Mar.2016.
3.Y.Wuetal.“Simplifyingthepreparationofnickel-basedcatalystsforthehydrogenevolutionreactionthroughsalt-templatingsystem.”AppliedCatalysisB:Environmental,vol.287,pp.1-10,Jan.2021.
4.H.Gaoetal.“Nickel-BasedElectrocatalystsforHydrogenProductionbyWaterSplitting:RecentAdvancesandChallenges.”CatalysisLetters,vol.150,no.12,pp.3551-3575,Oct.2020.