【摘要】：數(shù)字化、信息化以及能源危機要求對以電力為媒介的二次能源供給方式提出了新的需求:1.迫切的電能需求的供給來源于風能、水電、地熱、太陽能光伏等清潔能源;2.要求純電動及插電混動汽車替代傳統(tǒng)燃油汽車;3.便攜智能設(shè)備要滿足可穿戴、輕量化�；诖艘曰瘜W為基礎(chǔ)、材料為手段、能源存儲為目的的電化學能源科學研究快速發(fā)展。為提高當前儲能體系性能、設(shè)計新型儲能體系提供了理論支持。作為電化學能量存儲的核心組成,針對新電極材料的開發(fā)、已有電極材料的優(yōu)化以及電極儲能機制的研究已成為電化學能量存儲領(lǐng)域的關(guān)鍵問題,深化對電極材料的系統(tǒng)分析和理解是構(gòu)建滿足未來需求的電化學能量存儲體系的根本。MXenes作為一種新型二維層狀過渡族金屬碳、氮或碳氮化合物材料,因其自身多樣的化學元素組成、不同的原子結(jié)構(gòu)、靈活的表面化學狀態(tài)、出色的機械性能、開放的孔結(jié)構(gòu),使其成為極具潛力的電化學電極材料。本論文中,以MXenes作為電化學電極材料的功能性需求為目的,通過設(shè)計MXenes材料的表界面、微觀結(jié)構(gòu)單元和結(jié)構(gòu)電極,針對MXenes基電極的電子傳導、離子輸運,電極電解液匹配等進行調(diào)控,從而提高了MXenes基電極材料在鋰離子電池、超級電容器及雙離子電池中的電化學性能。借助研究結(jié)果,深入刨析了“結(jié)構(gòu)-性能-設(shè)計”三者之間的關(guān)聯(lián),加深了對MXenes基材料在電極過程中反應(yīng)機制的理解,啟發(fā)新型儲能體系的構(gòu)建。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM912;TB34
【圖文】：

10]。圖1.1 能源所面對的雙重挑戰(zhàn)[1]Figure1.1 Dualchallengesofenergydevelopment.未來數(shù)字化、人工智能、交通電氣化將持續(xù)發(fā)展，以及全球電氣化、數(shù)字化服務(wù)也將成為影響能源發(fā)展趨勢的重要因素[11-13]。以電力為媒介的新能源的科學發(fā)展必須采取一系列全面措施棄舊立新以求突破。為應(yīng)對風能、水電、地熱、太陽能光伏等清潔能源的間歇性，加之電動汽車數(shù)量激增都迫切的要求加快大規(guī)模能源存儲設(shè)施以及便攜式移動能源存儲設(shè)備的研發(fā)與建設(shè)[14-17]。

林大學博士學位論文2圖1.2 基于三種不同角度對未來能源趨勢的展望[1]。Figure1.2 Prospectsforfutureenergytrendsbasedonthreedifferentperspectives.圖1.3 數(shù)字化時代可能對能源發(fā)展趨勢產(chǎn)生影響的技術(shù)[1]Figure1.3 Technologiesthatcouldhaveanimpactonthetrendofenergydevelopmentinthedigitalage.

Figure1.2 Prospectsforfutureenergytrendsbasedonthreedifferentperspectives.圖1.3 數(shù)字化時代可能對能源發(fā)展趨勢產(chǎn)生影響的技術(shù)[1]Figure1.3 Technologiesthatcouldhaveanimpactonthetrendofenergydevelopmentinthedigitalage.

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