隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展而環(huán)境污染、氣候變化和能源危機(jī)帶來(lái)的問(wèn)題日益嚴(yán)重,人們對(duì)安全無(wú)污染的電子儲(chǔ)能設(shè)備的需求也日益增加。超級(jí)電容器由于充放電速度快、安全系數(shù)高、功率密度高和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)近年來(lái)得到廣泛關(guān)注與研究;類似地,鋅空電池也工作于水系電解液故安全系數(shù)高且成本便宜,也展現(xiàn)出其在儲(chǔ)能器件領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。由于電極材料和電催化劑的本征特性作為對(duì)超級(jí)電容器和鋅空電池整體器件性能最重要的因素之一,因此開(kāi)發(fā)廉價(jià)、高活性和高穩(wěn)定性的電極材料和電催化劑并且揭示其電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理也就至關(guān)重要。本文首先介紹了超級(jí)電容器的分類及贗電容的儲(chǔ)能機(jī)理、鋅空電池的工作原理及位于空氣電極的陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)即析氧反應(yīng)(oxygen evolution reaction,OER)和氧還原反應(yīng)(oxygen reduction reaction,ORR)的反應(yīng)機(jī)理,然后討論了如何根據(jù)電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理來(lái)設(shè)計(jì)電極材料、OER和ORR電催化劑,并對(duì)其材料改性的方法進(jìn)行分類、討論和總結(jié)�；诖�,本文以插層結(jié)構(gòu)、中空結(jié)構(gòu)和界面結(jié)構(gòu)等多種納米結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),對(duì)過(guò)渡金屬化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與調(diào)控,以提高電化學(xué)過(guò)程中的電荷轉(zhuǎn)移速率和離子擴(kuò)散、運(yùn)...

【文章頁(yè)數(shù)】：139 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 贗電容超級(jí)電容器
    1.3 電催化析氧反應(yīng)
    1.4 電催化氧還原反應(yīng)
    1.5 本文的研究思路與主要內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)材料、儀器及方法
    2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑與儀器設(shè)備
    2.2 材料的物理結(jié)構(gòu)表征
    2.3 電極的制備及電化學(xué)性能表征
3 二維氫氧化物插層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其離子輸運(yùn)的影響機(jī)制
    3.1 引言
    3.2 有機(jī)物分子插層法調(diào)控氫氧化物層間距及其結(jié)構(gòu)表征
    3.3 分子動(dòng)力學(xué)模擬不同層間距鎳錳雙氫氧化物的離子擴(kuò)散、傳輸特性
    3.4 電化學(xué)性能表征
    3.5 本章小結(jié)
4 硒化物中空納米鏈的制備及其金屬摻雜的析氧反應(yīng)活性調(diào)控
    4.1 引言
    4.2 鎳鐵硒化物中空納米鏈的形成機(jī)制及其結(jié)構(gòu)表征
    4.3 鐵摻雜對(duì)二硒化鎳電催化析氧反應(yīng)活性的影響機(jī)制
    4.4 電催化性能表征
    4.5 本章小結(jié)
5 強(qiáng)親水性硒化物中空納米顆粒的制備及其表面反應(yīng)活性調(diào)控
    5.1 引言
    5.2 親水鎳鐵硒化物中空納米顆粒的形成機(jī)制及其結(jié)構(gòu)表征
    5.3 電催化性能表征
    5.4 表面修飾對(duì)鎳鐵硒化物浸潤(rùn)特性及電催化反應(yīng)活性的影響機(jī)制
    5.5 本章小結(jié)
6 三相界面結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及其氧還原反應(yīng)活性調(diào)控
    6.1 引言
    6.2 普適法制備氧化鈰/金屬鈷/碳三相界面的中空納米球及其結(jié)構(gòu)表征
    6.3 氧化鈰/金屬鈷界面調(diào)控對(duì)電催化氧還原活性的影響機(jī)制
    6.4 電催化性能表征
    6.5 本章小結(jié)
7 全文總結(jié)與工作展望
    7.1 本文工作總結(jié)
    7.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的主要論文
附錄2 攻讀博士學(xué)位期間授權(quán)的發(fā)明專利
附錄3 攻讀博士學(xué)位期間獲獎(jiǎng)情況



本文編號(hào)：3780238