| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-10页 |
| 第1章绪论 | 第10-21页 |
| 1.1燃料电池概述 | 第10-12页 |
| 1.1.1燃料电池的发展 | 第10-12页 |
| 1.1.2燃料电池的优点与缺点 | 第12页 |
| 1.2燃料电池的工作原理 | 第12-15页 |
| 1.2.1质子交换膜燃料电池的工作原理 | 第12-13页 |
| 1.2.2氧还原反应（ORR）机制 | 第13-15页 |
| 1.2.3氧析出反应（OER）机制 | 第15页 |
| 1.3燃料电池催化剂 | 第15-19页 |
| 1.3.1贵金属基电化学催化剂 | 第15-17页 |
| 1.3.2非金属掺杂碳基催化剂 | 第17-18页 |
| 1.3.3非贵金属掺杂碳基催化剂 | 第18-19页 |
| 1.4电子自旋应用于电催化领域的研究现状 | 第19-20页 |
| 1.5本文的主要研究内容 | 第20-21页 |
| 第2章计算方法及理论模型 | 第21-27页 |
| 2.1第一性原理简介 | 第21-22页 |
| 2.2密度泛函理论（DFT） | 第22-24页 |
| 2.2.1Hohenberg-Kohn定理 | 第22-23页 |
| 2.2.2Kohn-Sham方程 | 第23-24页 |
| 2.2.3交换关联泛函 | 第24页 |
| 2.3理论模型 | 第24-26页 |
| 2.3.1关键中间体吸附能的计算 | 第24-25页 |
| 2.3.2电极电势的热力学模型 | 第25页 |
| 2.3.3NEB方法 | 第25-26页 |
| 2.4相关计算软件包介绍 | 第26-27页 |
| 第3章巡游铁磁性半金属Fe-Co掺杂N配位缺陷石墨烯ORR/OER双效电催化的理论研究 | 第27-54页 |
| 3.1引言 | 第27-28页 |
| 3.2计算细节 | 第28-29页 |
| 3.3结果与讨论 | 第29-52页 |
| 3.3.1催化剂的稳定性 | 第29-31页 |
| 3.3.2ORR的催化活性位 | 第31-37页 |
| 3.3.3关键中间体的吸附 | 第37-40页 |
| 3.3.4ORR活性火山关系曲线 | 第40-42页 |
| 3.3.5ORR反应路径 | 第42-44页 |
| 3.3.6OER火山图 | 第44-48页 |
| 3.3.7双功能催化活性的起源 | 第48-52页 |
| 3.4本章小结 | 第52-54页 |
| 第4章Zn-Co掺杂N配位缺陷石墨烯作为ORR/OER电催化剂的理论研究 | 第54-73页 |
| 4.1引言 | 第54-55页 |
| 4.2计算方法 | 第55页 |
| 4.3结果与讨论 | 第55-71页 |
| 4.3.1催化剂的稳定性 | 第55-58页 |
| 4.3.2催化剂表面的活性位点 | 第58-66页 |
| 4.3.3ORR活性控制步骤 | 第66-67页 |
| 4.3.4ORR和OER活性的火山关系曲线 | 第67-69页 |
| 4.3.5催化剂的改性 | 第69-71页 |
| 4.4本章小结 | 第71-73页 |
| 结论 | 第73-74页 |
| 参考文献 | 第74-85页 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 | 第85-86页 |
| 致谢 | 第86页 |