鎂空氣電池是目前十分具有應用前景的新能源儲能裝置,其具有理論能量密度高、成本低和綠色無污染等優(yōu)點。陽極鎂金屬存在腐蝕反應和極化,以及陰極氧還原催化劑的電化學極化和氧還原動力學性能差的原因,限制了鎂-空氣電池的發(fā)展。因此,開發(fā)出良好性能的鎂金屬陽極及效率高、成本低的非貴金屬氧還原催化劑是提高鎂空氣電池性能和應用前景的有效方法。本文用擠壓Mg-Al-Pb-Re合金作為鎂空氣電池的陽極,選取錳氧化物和Co-N-C作為鎂空氣電池的陰極催化劑研究,本文的主要研究內(nèi)容為:通過熔煉鑄造法得到Mg-Al-Pb-Re合金,并借助熱擠壓對鎂合金進行塑性變形來得到擠壓Mg-Al-Pb-Re合金,研究不同擠壓比對鎂空氣電池放電性能的影響。實驗發(fā)現(xiàn)擠壓比為20.5:1的帶材在長時間放電（10 h）時有更高的放電電壓和穩(wěn)定性,在10 m A cm^-2的電流密度時金屬陽極效率達到了64.1%,高于純鎂和AZ31。同時,擠壓比為20.5:1的Mg-Al-Pb-Re合金具有獨特的微觀結構,細小的晶粒有助于提高陽極的放電效率和耐腐蝕性。利用高錳酸鉀和導電碳黑的反應合成了Mn O₂

【文章來源】：廣東工業(yè)大學廣東省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

一些具有代表性能源的理論能量密度Fig1-1Thetheoreticalenergydensityofsomerepresentativeenergysources

廣東工業(yè)大學碩士學位論文要比熱力學理論上的要低，這是由于金屬鎂陽極在反應過程中在陽極表面形成的氧化膜，鎂的氧化膜會阻止電解液與陽極的進一步反應，從而抑制了鎂陽極的放電，導致了實際上金屬鎂陽極的電勢較低和陽極金屬的利用率降低，同時由于陽極金屬的自腐蝕和析氫反應，對陽極金屬消耗的更快，這使得金屬空氣電池的性能較差[5]。圖1-1一些具有代表性能源的理論能量密度Fig1-1Thetheoreticalenergydensityofsomerepresentativeenergysources圖1-2金屬空氣電池工作示意圖Fig1-2Schematicdiagramofmetal-airbattery2

廣東工業(yè)大學碩士學位論文鈷氧化物的形貌可以提高其氧還原反應性能，鈷的納米線和納米顆粒的氧還原催化性能要比微米顆粒的要好。1.4.3金屬大環(huán)化合物氧還原催化劑金屬大環(huán)化合物經(jīng)過熱解能有效的提升其氧還原催化劑性能。如圖1-4所示[27]為熱處理后的過度金屬大環(huán)化合物的分子結構，N和過渡金屬離子配位后提供了催化活性位點[25、26]。過渡金屬離子作為螯合物的中心原子，中心金屬離子和配體結構影響螯合物的催化活性。不同的中心金屬離子的螯合物具有不同的氧還原性能，例如Fe類的螯合物在氧還原反應中進行的是4電子轉移，而以Co離子為中心的螯合物在氧還原中有2電子轉移，在反應中有強氧化性的過氧化物產(chǎn)生，這破壞了催化劑的結構穩(wěn)定性，進而影響了催化劑的氧還原性能。所以選擇不同的中心金屬離子螯合物對催化劑的氧還原性能有著重要的影響[28]。圖1-4(a)FePc的分子結構Fig.1-4MolecularstructureofFePcmoleculesinvestigated6

【參考文獻】：
期刊論文
[1]金屬燃料電池[J]. 唐有根,黃伯云,盧凌彬,劉東任.  物理. 2004(02)



本文編號：3078074