隨著人們?nèi)粘Ｐ枨蠛蜕鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的增長,使得對(duì)能源的需求逐漸增強(qiáng),現(xiàn)在使用較多的依舊是傳統(tǒng)的化石能源,不可避免的會(huì)造成環(huán)境污染和能浪費(fèi)。為了解決這些問題,關(guān)鍵在于開發(fā)安全、清潔并可持續(xù)利用的儲(chǔ)能體系�，F(xiàn)在鋰離子電池和電解水產(chǎn)氫等廣被應(yīng)用和研究于能量轉(zhuǎn)化方面,由于鋰離子電池具有高容量儲(chǔ)存、高容量保持率和低成本的優(yōu)點(diǎn)。同樣的,氫能作為21世紀(jì)最具開發(fā)潛力的清潔能源,大量的開發(fā)和使用將很大程度上緩解現(xiàn)在面臨的能源危機(jī)�；诖�,探索出高效耐久,高轉(zhuǎn)化率并且安全性好的電極材料來提升能源轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存是至關(guān)重要的。本論文針對(duì)現(xiàn)有的電極材料和電催化劑問題,設(shè)計(jì)并水熱合成了一些Mo基三元金屬材料,來進(jìn)行鋰離子電池和電化學(xué)產(chǎn)氫性能測試,主要研究內(nèi)容如下所示:（1）利用一步水熱合成方法,制備不同結(jié)構(gòu)的ZnMoS4納米材料,其中包括納米實(shí)心球和納米空心球結(jié)構(gòu)。經(jīng)過一系列表征,得知材料的形貌、晶型、孔隙率和元素組成分析等物性,這是第一次系統(tǒng)的對(duì)ZnMoS4進(jìn)行完整的物性分析。使用兩種結(jié)構(gòu)的ZnMoS4作為鋰離子電池負(fù)極進(jìn)行測試,發(fā)現(xiàn)兩種材料的本征首次放電容量分別為877.2和819 mA h g-1,首次庫倫效率都達(dá)到... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２ＭｏＳ２的分子結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｍ０Ｓ２??

１．３．１鋰離子電池工作原理??在鋰離子電池中，只有在存在Ｌｉ＋濃度差時(shí)，通過鋰離子在正負(fù)電極間的嵌入和脫??出過程，來保證鋰電池循環(huán)過程的正常進(jìn)行。如圖１－３所示，以正極材料為ＬｉＣ〇０２，??負(fù)極材料使用石墨為例來說明鋰離子電池的工作原理：??其中發(fā)生的電化學(xué)表達(dá)式為：??正極反應(yīng)：ＬｉＣｏ０２—Ｌｉ１－ｘＣｏ〇２＋ｘＬｉ＋＋ｘｅ－?式（１－１）??負(fù)極反應(yīng)？？?６Ｃ＋ｘＬｉ＋＋ｘｅ－—ＬｉｘＣ６?式（１?－２）??總反應(yīng)：ＬｉＣｏＯｒ＾Ｃ—Ｌｈ－ｘＣｏＣｈ＋ＬｉｘＣｅ?式（１?－３）??在鋰離子電池工作時(shí)，其中發(fā)生著以上列出的氧化還原反應(yīng)。在充電過程中，Ｌｉ＋??從正極材料ＬｉＣ〇０２中脫出，在電場力的作用下，經(jīng)由電解液向鋰電池負(fù)極移動(dòng)，直??至嵌入負(fù)極材料石墨的夾層中，同時(shí)正極材料中Ｃ〇３＋被氧化成Ｃｏ４＋。此時(shí)，負(fù)極材料??附近由于正離子Ｌｉ＋的加入，整體顯示電正性，為了保持電荷平衡，亦有大量電子通過??外電路從正極流向負(fù)極，從而發(fā)生負(fù)極反應(yīng)：６Ｃ＋ＸＬｉ＋＋Ｗ—ＬｉｘＣ６，自此完成了充電過??程。相對(duì)應(yīng)的，放電過程是充電過程的逆方向，Ｌｉ＋從負(fù)極ＬｉｘＣ６中脫出，在Ｌｉ＋濃度場??的作用下，向正極材料遷移，與被氧化的Ｃｏ４＋發(fā)生還原反應(yīng)生成ＬｉＣ

?１．４．１電化學(xué)析氫機(jī)理??如圖１－４所示，一個(gè)電解水裝置主要有電解液、陽極和陰極三部分組成。在陽極??和陰極電極上分別涂有產(chǎn)氧和產(chǎn)氫催化劑，在外界電壓的施加下，水會(huì)分別在兩電極??上分別產(chǎn)生氫氣和氧氣。其總反應(yīng)式為：Ｈ２０—Ｈ２＋ｌ／２０２。分別在陰極上發(fā)生析氫反??應(yīng)，陽極上發(fā)生析氧兩個(gè)半反應(yīng)。在不同的電解質(zhì)中發(fā)生著不同的反應(yīng)，如下所示：??在酸性溶液中：??陰極：２Ｈ＋?＋?２ｅ－?—＞?Ｈ２??式（１－７）??陽極：Ｈ２０?—?２Ｈ＋＋ｌ／２０２?＋?２ｅ－?式（１－８）??在堿性溶液中：??陰極：２Ｈ２０?＋?２ｅ＿?—Ｈ２?＋?２０Ｈ＿?式（１－９）??陽極：２０Ｈ－—Ｈ２０＋ｌ／２０２?＋?２ｅ－?式（１－１０）??４?ｆ￣Ｖ＼Ａｒ＂］??賴?？??＾?Ｃｔｌｈｏｄ＃?Ａｎｏｄｕ?“??？：?■?Ｌ?ｉ?＂�。Α�??Ｈｙｄｒｏｇｅｎ?Ｏｘｙｇｅｎ??Ｂｕｂｂｌｅｓ?＾?８ｕｂ０ｉ＃￥??ｈ２〇??圖１－４電化學(xué)解水示意圖丨４８］??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｗａｔｅｒ??１．４．２常見的電化學(xué)產(chǎn)氫催化劑??在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，水分解的熱力學(xué)電壓為１．２３Ｖ，但是由于電解液和電極電阻等電??解池固有電阻的存在，電解水的電壓往往超過１．２３Ｖ，超出的部分稱作過電勢。其中??１１??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]溶膠-凝膠合成NiO-ZnO復(fù)合物及其乙醇敏感特性研究[J]. 趙曉華,李珍珍,婁向東,張寧.  人工晶體學(xué)報(bào). 2013(04)



本文編號(hào)：3373373