分享到:

锌-空气电池阳极材料的研究(Ⅰ)

为了分析材料的结构与锌电极电化学性能的关系 ,应用金相分析法、X射线衍射法、循环伏安法等方法研究了晶粒大小、塑性变形以及织构对其电化学行为的影响。实验结果表明 :退火温度越高 ,时  (本文共4页) 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

锌—空气电池纳米催化材料的合成与性能研究

锌-空气电池因为具有能量密度高、成本低、安全以及无污染等优点,成为近年来动力电池领域的研究热点之一。锌-空气电池的核心是其电极材料,其中阴极催化剂对锌-空气电池性能有着决定性的影响,因此阴极催化剂成为当前锌-空气电池领域研究的重点,同时也是难点。当前,以铂、铱等为代表的贵金属催化剂虽然催化活性较高,但却存在储量贫乏、价格昂贵和单一催化功能性等缺点,阻碍了其大规模的商业化应用,因此开发廉价、高效、稳定的非贵金属催化剂就成为当前锌-空气电池领域的研究重点。本论文以储量丰富、价格低廉的过渡金属粒子催化剂作为主要研究对象,针对其催化活性较低、稳定性较差等缺点,设计并合成了一系列具有低成本、环保、高催化活性和高稳定性等优点的氮掺杂碳材料负载过渡金属纳米粒子(M-N/C)的双功能催化剂。系统研究了合成反应条件对催化剂构成成分、微观形貌、晶体结构等的影响规律,提出了相应的催化剂合成机理。重点研究了杂原子掺杂、二元金属合金化以及超薄碳层等对催化...  (本文共166页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

杂原子掺杂碳电催化剂的制备及其锌—空电池性能研究

锌-空电池,作为很有潜力的电化学储能装置,因成本低、资源丰富、环境友好和能量密度高等特点受到研究者的广泛关注。其能量密度比最常用的锂离子电池高2-5倍,但也存在诸多问题,如缺乏高效的空气电极催化剂。碳材料作为空气正极催化剂,具有成本低,稳定性好等优点,但活性较低。鉴于以上分析,本论文通过杂原子掺杂提升碳作为锌-空气电池空气电极催化剂的活性,重点研究了利用有机盐热解、静电纺丝及后续热处理等方法掺杂N,F,B,P元素,并系统深入研究掺杂对催化性能的影响机制,通过组装锌-空气电池,测试电池性能,构建碳催化剂成分-结构-性能的关系。主要内容和创新点如下:(1)在第2章中,我们设计了一种非常简便的合成氮掺杂碳材料的路线,避免了传统制备方法的复杂和高成本的缺点。我们发现通过将乙二胺四乙酸二钠钙在氩气气氛中退火可以制备高含量氮掺杂碳纳米片(HNCNSs),其氮掺杂量可以达到18.96 wt%。由于其结构中吡啶N提供的丰富活性位点,所制备的HN...  (本文共100页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州大学
兰州大学

镍基硫族化合物的合成、表征及其在电催化能源转换和储存中的应用

环境污染和能源枯竭成为目前社会发展最严重的问题之一,因而解决当前能源和环境问题的技术研究亟待突破。新型可再生的能源技术:电催化水分解和二次金属-空气电池引发研究热潮。电催化水分解将电能转变为化学能,涉及到阴极氢气析出反应(HER)和阳极氧气析出反应(OER);在可充电电池系统能源储存和应用方面,OER和氧还原(ORR)是两个非常重要的电催化反应。而电催化剂是发展上述可再生能源技术的核心部分,所以探索高效稳定的电化学催化剂在可再生能源储存与转换中相当重要。过渡金属硫属化合物作为一种新型的非贵金属电催化剂,因其独特的物理化学性质、低廉的成本和良好的环境相容性备受研究者的关注。镍元素位于元素周期表第四周期第Ⅷ族,其最外层电子排布为3d~84s~2,电子价态具备多样性,表现出很高的化学活性。镍基过渡金属硫化物也因其成本低、易制备、高性能等特点被认为是替代贵金属最有潜力的电催化剂。然而在低成本的基础上制备高性能、高稳定性的替代能源催化剂仍...  (本文共162页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

生物质碳基材料制备及其电容去离子和电催化性能研究

能源与环境是关系人类生存的两大主题,煤、石油等不可再生资源的日益消耗和饮用水资源短缺等问题亟待解决。电化学方法作为一种清洁、可再生的能源转化方式被广泛用于水环境处理和电催化能源转化领域中。通过电化学吸附可移除水体中的带电离子,而利用电催化转化则可实现空气中N2的还原(NRR)和锌-空气电池放电。与传统化石衍生碳电极材料石墨烯、碳纳米管和贵金属电催化剂铂、钌等相比,生物质衍生碳材料具有资源丰富、可再生、价格低廉等优势,且通过相对简单的处理就能应用于水环境治理与电催化转化中;同时,对环境中一些废弃生物质的有效利用又可间接保护人类的生存环境。因此,发展高效实用的生物质衍生电极材料对推动清洁能源技术的发展是非常有意义的。本论文旨在通过合理设计和构造高效生物质衍生碳电极材料,以期进一步提高电容去离子技术、锌-空气电池技术和电化学产氨技术的应用价值。基于上述内容,本论文工作主要研究内容和取得的成果如下:一、发展廉价、高性能碳基电极材料是电容...  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)基双功能氧电极的表面修饰及电催化性能研究

随着对清洁可持续能源需求的不断增长,开发可再生能源技术成为了现代社会的一项挑战。金属-空气电池是一种高效清洁环保的能源转换与存储设备。但是金属-空气电池空气电极处较高的过电位和能量损失严重限制了它的广泛应用。因此氧电极催化剂在金属-空气电池的设计中扮演了重要的角色。本论文研究的主要材料即钙钛矿型氧电极催化剂Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCF)。制备复合氧电极催化剂被报道是一种提高双功能催化活性的有效方式,本文使用钴和铁的氧化物对钙钛矿型材料BSCF进行表面修饰,制备复合氧电极催化剂,提高复合氧电极催化剂的比表面积和导电性,并且在两种催化剂成分之间产生协同效应,使得催化剂的双功能性均得到了提高。本论文采用溶胶-凝胶法以及浸渍法成功制备了BSCF基双功能复合氧电极催化剂。通过XRD、SEM对样品的物质结构和表面形貌进行研究;通过旋转圆盘电极装置及电化学工作站,采用三电极法对BSCF基双功能复合氧电极催化剂的电...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>