本文關(guān)鍵詞：幾種RuO_2納米材料的制備及其超級(jí)電容器性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華中師范大學(xué)》 2013年

幾種RuO_2納米材料的制備及其超級(jí)電容器性能研究

高海瑞  

【摘要】：我們處在一個(gè)電氣化時(shí)代,電能的使用無處不在,隨之而來一個(gè)很重要的問題即是電能的存儲(chǔ)。比如,全球能源危機(jī)的爆發(fā),致使風(fēng)能、太陽能、潮汐能、水能等自然能源發(fā)電越來越吸引人們的注意,然而此類非燃料能源具有間歇性特點(diǎn)；另外,便攜電子設(shè)備、電動(dòng)機(jī)車、電力后備等的廣泛應(yīng)用,因此能量轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)顯得愈發(fā)重要。如何實(shí)現(xiàn)高效電能存儲(chǔ)已成為21世紀(jì)最重要的科學(xué)工程問題之一,已被我國(guó)列入《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》(2006-2020年),成為國(guó)家長(zhǎng)期發(fā)展中最重要的能源領(lǐng)域前沿技術(shù)。 電化學(xué)儲(chǔ)能是儲(chǔ)能中一種重要的儲(chǔ)能技術(shù),它是將電能轉(zhuǎn)換為靜電能或化學(xué)能,加以存儲(chǔ)。目前,最主要的兩種電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備是鋰離子電池和超級(jí)電容器。鋰離子電池是目前技術(shù)較完善、應(yīng)用廣泛的儲(chǔ)能裝置,其對(duì)資源的重復(fù)利用率高,還具有容量高、體積小、易回收、對(duì)環(huán)境的污染程度較低等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)。另一類主要的電化學(xué)儲(chǔ)能器件一超級(jí)電容器,除具有鋰離子電池上述特點(diǎn)之外,最突出的優(yōu)勢(shì)就是可以進(jìn)行快速大功率充放電,并且循環(huán)性能較好,一個(gè)有效的應(yīng)用就是在電動(dòng)機(jī)車的起步及剎車過程中,進(jìn)行能量的瞬問大功率釋放及快速存儲(chǔ)。隨著超級(jí)電容器綜合性能的逐步提升,其在實(shí)際生活中的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。 木論文主要探究高性能超級(jí)電容器電極納米材料制備。本論文從簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)流程、提高材料比表面積、電子/離子傳輸性能等方面對(duì)超級(jí)電容器電極材料進(jìn)行改良。具體的內(nèi)容如下： 1.成功制備了尺寸均勻的RuO：納米管。用簡(jiǎn)單的低溫水熱法在Ti片基底上制備出鈷的堿性氧化物納米線陣列,將其作為模板,通過低溫水浴、侵蝕模板法制備出RuO2納米管。采用SEM、TEM、XRD、EDX等手段對(duì)材料的形貌、結(jié)構(gòu)及成分等進(jìn)行表征分析。將RuO2納米管材料應(yīng)用于超級(jí)電容器電極材料,測(cè)試器超級(jí)電容器性能,得到較高的比電容量和較好的循環(huán)性能。 2.水熱法在導(dǎo)電金屬基底上制備不同形貌的RuO2納米材料。以導(dǎo)電金屬Ti片為基底,加入不同表面活性劑,在180℃環(huán)境下水熱反應(yīng),得到了兩種不同形貌的RuO2納米材料。采用SEM、TEM、XRD、EDX等手段對(duì)材料的形貌、結(jié)構(gòu)及成分等進(jìn)行表征分析。通過對(duì)不同反應(yīng)時(shí)間得到的材料進(jìn)行對(duì)比,簡(jiǎn)單討論、推測(cè)其結(jié)構(gòu)形成機(jī)理。將不同形貌的RuO2納米材料作為超級(jí)電容器電極材料,測(cè)試其電容性能。最后,簡(jiǎn)單分析兩種材料電容性能不同的原因。 3.制備Co3O4/RuO2納米復(fù)合材料。應(yīng)用水熱法制備出花狀Co3O4納米結(jié)構(gòu),退火后,在其表面沉積RuO2納米顆粒,得到Co3O4/RuO2納米復(fù)合材料。采用SEM、 TEM、XRD、EDX等手段對(duì)材料的形貌、結(jié)構(gòu)及成分等進(jìn)行表征分析。分別將Co3O4納米材料和Co3O4/RuO2納米復(fù)合材料作為超級(jí)電容器電極材料,測(cè)試其超電容性能,結(jié)果顯示復(fù)合材料性能高于純相Co3O4納米材料。不同前軀體溶液濃度下所得復(fù)合材料的電容性能對(duì)比顯示,隨著前驅(qū)體溶液濃度的增大材料電容量增大。最后,通過對(duì)比,簡(jiǎn)單分析了材料的形成機(jī)理以及性能不同的原因。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TB383.1;TM53
【目錄】：

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4 楊艷靜;超級(jí)電容器用納米二氧化錳的制備及電化學(xué)性能研究[D];湘潭大學(xué);2010年

5 唐麗;超級(jí)電容器用碳質(zhì)多孔材料的制備及其電化學(xué)性能[D];華東理工大學(xué);2011年

6 李媛;超級(jí)電容器電極材料的制備及其電化學(xué)性能的研究[D];沈陽理工大學(xué);2010年

7 劉志祥;超級(jí)電容器相關(guān)技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2002年

8 黃叢聰;超級(jí)電容器電極材料的制備及應(yīng)用[D];山東理工大學(xué);2010年

9 孫津清;添加不同導(dǎo)電劑對(duì)超級(jí)電容器性能的影響[D];天津大學(xué);2010年

10 朱修鋒;納米MnO_2/C混合超級(jí)電容器的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2003年

  本文關(guān)鍵詞：幾種RuO_2納米材料的制備及其超級(jí)電容器性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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