開發(fā)風(fēng)能、太陽能等可再生能源電力成為人類社會可持續(xù)發(fā)展的必然選擇,但可再生能源電力具有不連續(xù)、不穩(wěn)定特性,需要配備儲能技術(shù)。鋅空液流電池具有較高的能量密度、長壽命、低成本等優(yōu)點,成為大規(guī)模儲能的首選技術(shù)之一。然而由于其正極氧還原和氧析出反應(yīng)動力學(xué)緩慢,導(dǎo)致電池極化較大,效率低限制了其發(fā)展。急需開發(fā)廉價的非金屬碳基雙功能空氣電極,建立非金屬碳基空氣電極性能-結(jié)構(gòu)的關(guān)系,本論文研究內(nèi)容如下:1.發(fā)展了三維導(dǎo)電基體原位生長催化組分構(gòu)筑一體式空氣電極的方法。利用電聚合技術(shù)在三維碳纖維紙表面生長聚2-氨基-5-巰基-1,3,4-噻二唑(2-Amino-5-mecapto-1,3,4-thiadiazole,PAMT),經(jīng)過高溫裂解,獲得氮硫共摻碳(NSC)包裹的碳纖維紙。研究了煅燒溫度、PAMT電聚合量對空氣電極結(jié)構(gòu)與組成的影響,結(jié)果表明:在800-1000℃范圍內(nèi),煅燒溫度主要影響空氣電極的孔結(jié)構(gòu),溫度過低(800℃)碳化不充分,溫度過高(1000℃)孔結(jié)構(gòu)坍塌,900℃獲得的空氣電極具有最高的比表面積(360 m2 g-1)和孔容(0.29 cm3 g-1);增加PAMT聚合量可以提高空氣電...

【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

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【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 電化學(xué)儲能技術(shù)
        1.1.1 電池儲能技術(shù)
        1.1.2 鋅空氣液流電池的發(fā)展
    1.2 貴金屬催化劑的發(fā)展
    1.3 過渡金屬催化劑的發(fā)展
    1.4 碳基催化劑的進展
    1.5 空氣電極的發(fā)展
    1.6 原位生長自支撐空氣電極的研究進展
    1.7 本論文立題的依據(jù)及研究內(nèi)容
第二章 氮硫雙原子摻雜碳基空氣電極的可控制備
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗所需要的藥品與儀器
        2.2.2 氮硫雙原子摻雜碳電極的合成及反應(yīng)機理
        2.2.3 氮硫雙原子摻雜碳電極的結(jié)構(gòu)與組成演變過程
        2.2.4 裂解溫度對電極組成和結(jié)構(gòu)的影響
        2.2.5 前驅(qū)體聚合量對電極組成和結(jié)構(gòu)的影響
    2.3 小結(jié)
第三章 氮硫雙原子摻雜碳基空氣電極的ORR與OER性能研究
    3.1 引言
    3.2 裂解溫度對氮硫雙原子摻雜碳電極催化活性的影響
    3.3 碳層厚度對氮硫雙原子摻雜碳電極催化活性的影響
    3.4 粉末電極對ORR和OER反應(yīng)的催化活性
    3.5 CFP@NSC-900催化劑的催化機理研究
    3.6 小結(jié)
第四章 CFP@NSC-900空氣電極在鋅-空氣液流電池上的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 鋅空氣液流電池的原理
    4.3 電池功率密度的研究
    4.4 電池穩(wěn)定性的研究
    4.5 小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)位論文
作者和導(dǎo)師簡介
專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會決議書


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Multiphysics modeling of solid-oxide iron-air redox battery:analysis and optimization of operation and performance parameters [J]. Xinfang Jin,Kevin Huang.  Science Bulletin. 2016(17)



本文編號：3536135