| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第9-20页 |
| 1.1 燃料电池概述 | 第9-12页 |
| 1.1.1 燃料电池的起源及发展 | 第10页 |
| 1.1.2 燃料电池的优点与不足 | 第10-11页 |
| 1.1.3 燃料电池的分类 | 第11-12页 |
| 1.2 质子交换膜燃料电池的结构及工作原理 | 第12-14页 |
| 1.3 质子交换膜燃料电池的阴极氧还原催化剂的研究进展 | 第14-18页 |
| 1.3.1 铂(Pt)基氧还原反应电催化剂 | 第14-15页 |
| 1.3.2 非铂(Pt)基氧还原反应电催化剂 | 第15-18页 |
| 1.4 氧还原反应机理的研究 | 第18-19页 |
| 1.5 本文的研究意义和主要内容 | 第19-20页 |
| 第二章 理论基础 | 第20-33页 |
| 2.1 第一性原理介绍 | 第20-23页 |
| 2.1.1 非相对论近似 | 第21页 |
| 2.1.2 Born-Oppenheimer绝热近似 | 第21-22页 |
| 2.1.3 Hartree-Fock单电子近似 | 第22-23页 |
| 2.2 密度泛函理论(Density Function Theory, DFT) | 第23-28页 |
| 2.2.1 Thomas-Fermi模型 | 第23-24页 |
| 2.2.2 Hohenberg-Kohn定理 | 第24页 |
| 2.2.3 Kohn-Sham方程 | 第24-25页 |
| 2.2.4 交换相关泛函 | 第25-26页 |
| 2.2.5 超元胞模型和平面波法 | 第26-27页 |
| 2.2.6 赝势方法 | 第27-28页 |
| 2.3 理论模型 | 第28-31页 |
| 2.3.1 ORR中间物种吸附能的计算 | 第28-29页 |
| 2.3.2 ORR反应路径的设计 | 第29页 |
| 2.3.3 电极电势的热力学模型 | 第29-30页 |
| 2.3.4 溶剂化模型 | 第30-31页 |
| 2.4 NEB方法和VASP软件包 | 第31-33页 |
| 2.4.1 NEB方法 | 第31-32页 |
| 2.4.2 VASP软件包 | 第32-33页 |
| 第三章 磷(P)掺杂缺陷石墨烯作为氧还原反应电催化剂的理论研究 | 第33-45页 |
| 3.1 研究背景 | 第33-34页 |
| 3.2 计算方法 | 第34-37页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第37-44页 |
| 3.3.1 ORR中间物种在P-GDV表面的吸附 | 第37页 |
| 3.3.2 P-GDV表面的ORR机理 | 第37-42页 |
| 3.3.3 电极电势对ORR的影响 | 第42-44页 |
| 3.4 本章小结 | 第44-45页 |
| 第四章 硅(Si)掺杂缺陷石墨烯作为氧还原反应电催化剂的理论研究 | 第45-58页 |
| 4.1 研究背景 | 第45-46页 |
| 4.2 计算方法 | 第46-47页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第47-57页 |
| 4.3.1 ORR中间物种在Si-Dv-Gra表面的吸附 | 第47-52页 |
| 4.3.2 Si-Dv-Gra表面的ORR机理 | 第52-57页 |
| 4.3.3 电极电势对ORR的影响 | 第57页 |
| 4.4 本章小结 | 第57-58页 |
| 第五章 锰(Mn)和磷(P)共掺杂缺陷石墨烯作为氧还原反应电催化剂的理论研究 | 第58-73页 |
| 5.1 研究背景 | 第58-61页 |
| 5.2 计算方法 | 第61页 |
| 5.3 结果和讨论 | 第61-71页 |
| 5.3.1 MnP_2-Gra表面催化的反应活性位点 | 第61-63页 |
| 5.3.2 ORR中间物种在MnP_2-Gra表面的吸附 | 第63-64页 |
| 5.3.3 MnP_2-Gra表面的ORR机理 | 第64-71页 |
| 5.3.4 电极电势对ORR的影响 | 第71页 |
| 5.4 本章小结 | 第71-73页 |
| 结论 | 第73-74页 |
| 参考文献 | 第74-88页 |
| 致谢 | 第88-89页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第89页 |
