铁电材料分解水制备氢气的研究开题报告

 2023-10-24 09:10

1. 研究目的与意义

背景:目前, 随着社会的迅速发展, 能源匮乏与环境污染问题逐渐成为制约经济与社会发展的重要因素. 因此, 解决环境污染以及能源短缺, 不仅是国家发展的重要战略, 也是改善人类生存环境的重大问题. 随着日益增长的低碳减排需求,氢的制取技术受到广泛重视,利用可再生能源进行电解水制氢是目前众多氢气来源方案中碳排放最低的工艺。坚持氢能绿色利用的初衷,发展铁电材料分解水制备氢气,实现与可再生能源的融合发展。

目的:从能源上改变对传统化石能源的过度依赖,将能源可持续性提高;从环境上降低因为燃烧化石能源对环境和人类的危害;从经济上为市场提供新的一种能源资源,优化我国能源结构的完整性。

意义:由于对环境最小的影响,氢能作为一个载体可以得到很大程度的依赖。氢在整个清洁能源体系中担当重要的角色。氢气在储能、化工、冶金、分布式发电等领域的推广应用,成为控制温室气体排放、减缓全球温度上升的有效途径之一。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容:铁电材料有自发极化现象,使电子和空穴分开,降低复合率,延长载流子的迁移距离,从而达到分解水制备氢气的铁电催化目的。铁电材料的自发极化直接影向对其压电电势,其压电电势越高,则铁电催化性能越强。因此,本课题从现有文献出发,从理论上上说明铁电材料分解水制备氢气作用机理,为优化实验提供理论基础。

预期目标(1)掌握铁电材料分解水制备氢气的原理

(2)将用铁电材料分解水制备氢气生活化

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3. 研究的方法与步骤

通过查阅国内外的相关文献资料

(1)设计铁电材料分解水制备氢气的模型得到相关的数据参数

(2)从多种铁电材料找出最优的分解水制备氢气

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4. 参考文献

4.本课题主要参考文献

[1] q. tang,hongfang zhang, ju gao, et. al., enhanced tribocatalytic degradation of dyepollutants through governing the charge accumulations on the surface offerroelectric barium zirconium titanate particles, nano energy, 100 (2022)107519.

[2] 崔宗杨,谢忠帅,汪尧进,袁国亮,刘俊明,钙钛矿铁电半导体的光催化研究现状及其展望[j], 物理学报, 69(12), 127706 (2020).

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5. 计划与进度安排

工作进度安排:

2024年2月21日-2月25日:下发毕业论文任务书

2024年2月21日-3月4日:学生完成开题报告

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