隨著能源危機(jī)的到來(lái)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重,發(fā)展以儲(chǔ)能電池為代表的清潔能源系統(tǒng)對(duì)于人類社會(huì)的發(fā)展變得至關(guān)重要。可充放的鋅空氣電池,由于具有高的理論比能量、綠色環(huán)保和材料資源豐富等特點(diǎn),有望成為新一代動(dòng)力電池。在鋅空氣電池的放電和充電過(guò)程中,空氣電極上分別發(fā)生氧氣還原反應(yīng)(ORR)和氧氣析出反應(yīng)(OER)。開(kāi)發(fā)低成本、高效的電極反應(yīng)催化劑成為鋅空氣電池發(fā)展的技術(shù)瓶頸。本論文制備了四種復(fù)合型電催化劑,研究了它們的氧氣電催化性能和在鋅空氣電池中的應(yīng)用能力。主要包括以下內(nèi)容:1)將Co-B-O納米片貼敷生長(zhǎng)在N、P雙摻雜的碳納米片上,構(gòu)建了同時(shí)具有ORR、OER和HER三種催化性能的電催化劑。硼作為一種媒介元素將兩種異質(zhì)材料緊密地連接起來(lái),表現(xiàn)出協(xié)同催化效果。Co-B-O納米片的存在,有效地減少了碳基底中吡啶氮-氧基團(tuán)的含量。所制備的Co-B-O/NPC-50%催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的ORR/OER/HER三功能催化活性。將其應(yīng)用于可充電鋅空氣電池中,獲得了110.7mW/cm2的功率密度,并能穩(wěn)定地充放電循環(huán)超過(guò)60小時(shí)。2)制備了一種將金屬鈷、氮化石墨烯和纖維狀碳交織在一起的三維碳泡沫(Co-N...

【文章頁(yè)數(shù)】：117 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 ORR/OER反應(yīng)機(jī)理
        1.2.1 ORR反應(yīng)機(jī)理
        1.2.2 OER反應(yīng)機(jī)理
    1.3 電催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.1 ORR電催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.2 OER電催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.3 雙功能電催化劑的研究進(jìn)展
    1.4 鋅空氣電池簡(jiǎn)介
        1.4.1 鋅空氣電池的研究背景
        1.4.2 鋅空氣電池的類型
        1.4.3 鋅空氣電池的原理
        1.4.4 鋅空氣電池結(jié)構(gòu)的研究
    1.5 本論文選題意義及研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 選題意義
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
    2.2 結(jié)構(gòu)表征方法
    2.3 電化學(xué)測(cè)試方法
    2.4 電池器件的組裝
第三章 Co-B-O納米片/N、P雙摻雜碳催化劑的研究
    3.1 引言
    3.2 電催化劑的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)表征分析
        3.3.2 電化學(xué)性能分析
        3.3.3 電池性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Co-碳納米籠/三維氮摻雜碳泡沫催化劑的研究
    4.1 引言
    4.2 電催化劑的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 碳泡沫的合成示意圖
        4.3.2 結(jié)構(gòu)表征分析
        4.3.3 電化學(xué)性能分析
        4.3.4 鋅空氣電池性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 B調(diào)控的Co-碳納米籠/N、S雙摻雜碳催化劑的研究
    5.1 引言
    5.2 電催化劑的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 結(jié)構(gòu)表征分析
        5.3.2 電化學(xué)性能分析
        5.3.3 鋅空氣電池性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 Co Fe P合金/N、P雙摻雜碳催化劑的研究
    6.1 引言
    6.2 電催化劑的制備
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 Metal-P@C的合成示意圖
        6.3.2 結(jié)構(gòu)表征分析
        6.3.3 電化學(xué)性能分析
        6.3.4 鋅空氣電池性能分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間的研究成果
致謝



本文編號(hào)：3779667