全球能源需求的日益增長(zhǎng)和環(huán)境問(wèn)題的不斷惡化,促使全世界大力發(fā)展綠色新能源。在眾多新能源技術(shù)設(shè)備中,金屬空氣電池作為高效的電化學(xué)能源轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)裝置受到廣泛關(guān)注。其中,鋅空氣電池能量密度高、環(huán)境友好和成本低廉,具有可充電形式,因此被認(rèn)為是很有前景的新能源轉(zhuǎn)換裝置。然而,鋅空氣電池充放電時(shí)陰極發(fā)生的氧還原(ORR)和氧析出反應(yīng)(OER)動(dòng)力學(xué)緩慢,致使其能量轉(zhuǎn)換效率低和穩(wěn)定性較差,進(jìn)而阻礙了其大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。而已知提高氧還原和氧析出性能的最佳催化劑主要是貴金屬基(Pt、Ir、Ru及其合金)材料,其成本高、儲(chǔ)量少及耐用性差的缺點(diǎn)使得它們難以廣泛應(yīng)用于鋅空電池中。所以,開(kāi)發(fā)高效、穩(wěn)定、廉價(jià)的氧電催化劑應(yīng)用于鋅空電池成為當(dāng)前科研的熱點(diǎn)之一。碳基材料具有高電導(dǎo)率和比表面積等優(yōu)點(diǎn),在電化學(xué)應(yīng)用中顯示出巨大的潛力。本論文基于碳基材料開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一系列高效、穩(wěn)定的氧還原、氧析出雙功能電催化劑,并進(jìn)一步探究了其應(yīng)用于鋅空氣電池的實(shí)際性能。主要工作內(nèi)容如下所述:一、以表面修飾羥基的碳納米管為基體,復(fù)合液態(tài)聚丙烯腈(LPAN)制備了含鐵、鈷的碳基電催化劑。利用LPAN的流動(dòng)性和含氧官能團(tuán)間的相互作用,摻雜過(guò)渡金屬...

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋅空氣電池裝置
        1.2.1 一次鋅空氣電池配置
        1.2.2 可逆鋅空氣電池配置
        1.2.3 鋅空氣電池的電解液
    1.3 鋅空氣電池的電極反應(yīng)
        1.3.1 氧還原反應(yīng)
        1.3.2 氧析出反應(yīng)
    1.4 雙功能氧電催化高效活性材料
        1.4.1 無(wú)金屬材料
        1.4.2 過(guò)渡金屬基材料
    1.5 設(shè)計(jì)雙功能電催化劑催化參數(shù)
        1.5.1 增強(qiáng)電導(dǎo)率
        1.5.2 增加催化活性位點(diǎn)
        1.5.3 提高原子利用率
    1.6 本論文選題背景及主要研究?jī)?nèi)容
第2章 基于碳納米管構(gòu)建聚丙烯腈鐵鈷復(fù)合材料與電催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 試劑與儀器
        2.2.2 催化劑材料制備
        2.2.3 電化學(xué)測(cè)試
        2.2.4 鋅空氣電池測(cè)試參數(shù)
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 碳納米管摻雜Fe、Co復(fù)合聚丙烯腈材料的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 碳納米管復(fù)合聚丙烯腈系列材料的電化學(xué)測(cè)試
        2.3.3 碳納米管復(fù)合聚丙烯腈系列材料的雙功能表征
        2.3.4 ANT-CNT-FeCo的鋅空氣電池性能表征
    2.4 本章小結(jié)
第3章 炭黑復(fù)合聚丙烯腈摻磷雙功能電催化劑的制備與應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 試劑與儀器
        3.2.2 催化劑材料P/ANT/C,Co,P/ANT/C的制備
        3.2.3 電化學(xué)測(cè)試細(xì)節(jié)
        3.2.4 鋅空氣電池測(cè)試參數(shù)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 無(wú)金屬材料P/ANT/C的合成分析
        3.3.2 非金屬材料P/ANT/C的電化學(xué)性能
        3.3.3 Co,P/ANT/C的合成及其結(jié)構(gòu)表征
        3.3.4 Co,P/ANT/C的電化學(xué)性能表征
        3.3.5 Co,P/ANT/C的雙功能表征
        3.3.6 Co,P/ANT/C的鋅空氣電池性能表征
    3.4 本章小結(jié)
第4章 結(jié)論及展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3807500