1. 研究目的与意义
由于传统化石燃料的枯竭和环境的逐渐恶化，需要开发有前景的清洁可再生能源的方法。
氢能源是一种高效、环保的能源介质。
氢可以通过电催化裂解水获得较高收率，但开发高效、廉价、长期稳定的析氢反应(her)电催化剂对于实现经济实惠的大规模实际应用至关重要。
2. 课题关键问题和重难点
目前，国内外对于铂基催化剂的研究较多，但对于钌金属的加入，铂-钌双组分材料方面的研究相对较少。
本课题拟解决的关键问题在于如何能制备出高效、稳定的铂-钌双组分材料催化剂，在析氢反应的过程中较铂基催化剂能够有效降低过电位，降低析氢反应能量损耗。
利用金属钌与金属铂的协同作用，可以有效提高金属催化剂的氢气析出催化活性，其中如何制备双组分铂钌催化剂材料，并通过构效关系进一步调控其材料性能，是研究的重点。
3. 国内外研究现状（文献综述）
一.引言
氢气作为清洁能源在未来的能源使用中将发挥十分重要的作用，但是我们满足自身需求的大量氢气都只能通过人工制取。电催化裂解水制氢是目前工业上制取氢气的一种较为主流的方法，其具有原材料可再生、全程无污染、安全性较好等优点[1]，是光/电能到化学能转换的理想路径。然而制取成本过高是制约其发展的主要问题，该技术存在的最大问题是电能消耗大，从而造成生产成本偏高，导致这一现象的主要原因是电解电极的析氢过电位过高，所以通过研究如何降低析氢过电位是极其重要的。同时目前用于电解水的电极材料有着价格昂贵、比表面不大、电催化活性不高等缺点[1]，这也导致了电解电极析氢电位过高能耗过大，同样也严重制约了电解水法制氢技术的发展。
除以上原因外，催化剂也是电解水制氢的主要成本之一[2]，也是本实验的研究方向，催化剂的加入能有效提高析氢反应的活性，降低析氢过电位。当前电催化析氢反应活性最好的固态催化剂是金属铂，但是铂在地壳中的储量十分稀少，价格较为昂贵，这就使得其不适用于大规模的商业生产，因此现在需要在减少金属铂用量的前提下，研究如何提高催化剂的催化活性是当前商业生产的重中之重。金属钌作为金属铂的同族金属，并由火山图可以看出金属钌位于金属铂的附近，与金属铂有相近的性能。因此最近有许多研究开始着手于钌基催化剂的研发，这些钌基催化剂表现出了比pt/c催化剂更为优异的析氢反应催化性能[3-12]。同时也通过研究发现，在金属铂的基础上加入金属钌，利用金属铂和金属钌的协同效应所形成的双金属材料催化剂甚至是进一步的三金属材料催化剂，这能使催化剂的催化活性得到有效的提高，降低析氢反应的析氢过电位[3-12]。这类催化剂能够减少铂金属的用量，这对于析氢反应中的以铂金属为基础的商业催化剂具有十分重要的意义。
4. 研究方案
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方案：
①清洗电极，对电极进行预处理，将金纳米棒材料滴加至电极上。
②通过欠电位沉积将单原子铜沉积至金纳米棒上。
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首先计划在2023年1月2日开始进行对本课题相关文献进行搜寻与阅读，先对一篇英文文献进行翻译，并撰写任务书，在2023年1月8日前完成。
从2023年1月9日开始撰写开题报告并继续对相关文献进行阅读，在2023年1月14日前完成。
从2023年1月15日开始对之前撰写的任务书以及开题报告在老师审阅后进行修改，并继续搜集相关文献并阅读记录，撰写一篇文献综述，在2023年2月3日前完成。
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