發(fā)布時間：2021-01-08 23:54

　　伴隨著人類文明的進(jìn)步,大規(guī)模的工業(yè)文明和社會文明發(fā)展也讓能源問題變得越來越突出。未來哪個國家能占領(lǐng)能源技術(shù)制高點,那就一定能在世界話語權(quán)爭奪中占據(jù)有利地位。這其中一方面,尋求可以替代化石燃料的新型可再生能源成為目前熱門的研究領(lǐng)域。在該領(lǐng)域中,鋰離子電池和電催化分解水是兩種很重要的電化學(xué)能源存儲和轉(zhuǎn)換的途徑,并受到世界上大量課題組和研究機(jī)構(gòu)廣泛的研究和報道。而另一方面,超導(dǎo)體作為在一定溫度條件下電阻趨近于零的特殊材料,引起了各國的重視。比如在輸電線領(lǐng)域,由于銅或鋁線材存在電阻,相當(dāng)一部分電能以焦耳熱形式被消耗掉。如果用超導(dǎo)材料制成電纜用于輸電,那么在輸電線路上的能耗將理論上降為零,產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益將無以估量。另外超導(dǎo)體在新型超導(dǎo)電子設(shè)備、磁懸浮列車、超導(dǎo)發(fā)電機(jī)、可控核聚變等領(lǐng)域都有著潛在的廣泛應(yīng)用。未來的超導(dǎo)材料探索如果能達(dá)到實用化、工業(yè)化的水平,必然將對現(xiàn)代文明的科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,甚至可能引發(fā)新一輪工業(yè)革命。本論文旨在通過對鋰離子電池、電催化分解水、超導(dǎo)體探索三個方向的研究基礎(chǔ)上,設(shè)計和合成相應(yīng)的新型功能材料,為其更廣泛的研究進(jìn)展和實際應(yīng)用提供新的思路和載體。概括起來,本論文的主要... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１：?ＬｉＣｏ〇２作正極，石墨碳作負(fù)極為例圖示鋰離子電池的工作機(jī)理

［８８］以及目前實驗室應(yīng)用最廣泛的水熱法［８９，?９０］。??圖１－２左：（ａ）?ＣｄＳｎＯ＾米方塊樣品的ＳＯＩ圖。（ｂ）和（ｃ）?ＣｄＳｎ〇３納米方塊樣品不同倍數(shù)??的ＴＥＭ圖。（ｄ）ＣｄＳｎ〇３納米方塊樣品的ＨＲＴＥＭ圖。圖１－２右：ＣｄＳｎ０３納米方塊樣品的電化學(xué)??性能表征［７５］。??另一方面，通過對活性材料進(jìn)行表面修飾是能提升電化學(xué)性能的一個重要方??向。大量的研究結(jié)果已經(jīng)證實通過碳的包覆可以有效地提升電極材料電化學(xué)性能??［９１－１０２］。圖１－３左給出了碳包覆ＦｅＰ２＠Ｃ復(fù)合物的微結(jié)構(gòu)和具體成分表征；圖??１－３右給出了碳包覆ＦｅＰ２＠Ｃ復(fù)合物的電化學(xué)性能，可以看出儲鋰性能較為優(yōu)異??［１０３］。內(nèi)在的原因可能是是碳的存在作為一種緩沖層，紓解了電化學(xué)過程中機(jī)??械應(yīng)力并且可以緩和循環(huán)過程中活性材料的聚集。另外由于碳的存在可以大幅提??升導(dǎo)電性，進(jìn)而增強(qiáng)活性材料充放電過程中的電子傳輸效率，從而提升電化學(xué)性??５??

１．３超導(dǎo)材料研究領(lǐng)域概述??１．３．?１超導(dǎo)現(xiàn)象與理論發(fā)展??超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)和人類低溫技術(shù)的發(fā)展密不可分。曾被稱為“永久氣體”的空??氣在１８９５年首次實現(xiàn)液化。１８９８年，杜瓦讓另一種“惰性氣體”氫氣實現(xiàn)液化，??液化點為－２５３度。時間到了?１９０８年，荷蘭萊頓大學(xué)的昂內(nèi)斯成功地讓氦氣實現(xiàn)??液化，并達(dá)到了?４．?２５Ｋ的極低溫，從而為低溫物理的研究提供了最重要的基礎(chǔ)。??也就是在這個基礎(chǔ)之上，昂內(nèi)斯在１９１１年終于發(fā)現(xiàn)了汞在４．?１５Ｋ低溫條件下電??阻突降為零（Ｐ?＝０），并把這一現(xiàn)象定義為超導(dǎo)［１０４］。這一驚人的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著人??類對超導(dǎo)領(lǐng)域探索的序幕正式拉開。１９３３年，邁斯納研究發(fā)現(xiàn)了在超導(dǎo)體中存??在完全抗磁性，這被稱為邁斯納效應(yīng)［１０５］。即當(dāng)材料處于超導(dǎo)態(tài)時，其內(nèi)部的??磁感應(yīng)強(qiáng)度為零（Ｂ＝０），圖１－４給出了超導(dǎo)體中的邁斯納效應(yīng)圖示。他的這一發(fā)??現(xiàn)表明了超導(dǎo)體除具有零電阻現(xiàn)象外，還具有完全抗磁性。這兩個特征也是一個??材料是否為超導(dǎo)體的兩個必要條件。??


本文編號：2965558