本文主要研究了基于雙功能納米電催化劑的可充電鋅空氣電池儲(chǔ)能器件的設(shè)計(jì)與制備,做了以下兩個(gè)工作:(1)開發(fā)具有低成本效益,用于氧還原反應(yīng)(ORR)和氧析出反應(yīng)(OER)的高活性非貴金屬雙功能電催化劑是促進(jìn)燃料電池(FCs)和鋅空氣電池(ZABs)應(yīng)用的關(guān)鍵。硫化鈷是一種有前途的非貴金屬雙功能電催化劑。然而,基于硫化鈷納米催化劑的電催化性能仍然不能令人滿意。因?yàn)槠鋵?dǎo)電性差,暴露的活性位點(diǎn)不足以及在連續(xù)工作期間易于團(tuán)聚。在此基礎(chǔ)上,源于自然界蜂窩的靈感,我們通過(guò)簡(jiǎn)單的方法設(shè)計(jì)合成了蜂窩多孔結(jié)構(gòu)Co9S8/N,S-共摻雜碳(Co9S8/NSC)原位復(fù)合材料。得益于獨(dú)特的蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu),由單分散Co9S8納米顆粒原位嵌入具有高導(dǎo)電性的三維互連網(wǎng)絡(luò)碳基質(zhì)中,不僅有利于電子傳輸和電荷在界面上的轉(zhuǎn)移,還可以暴露活更多的活性位點(diǎn)和ORR/OER相關(guān)物種的快速轉(zhuǎn)運(yùn)。所獲得Co9S8/NSC原位復(fù)合材料在ORR/OER方面表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性和催化活性,在堿性電解質(zhì)中,具有較大的半波電位(0.88 V)接近商業(yè)Pt/C(0.86 V),和小的過(guò)電位(0.41V,10 mA cm-2)接近商業(yè)IrO2(0.39...

【文章頁(yè)數(shù)】：71 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 鋅空氣電池的概述
        1.2.1 鋅空氣電池的發(fā)展
        1.2.2 鋅空氣電池的結(jié)構(gòu)和原理
        1.2.3 鋅空氣電池的雙功能電催化劑
    1.3 鋅空氣電池的應(yīng)用與研究
        1.3.1 可充電鋅空氣電池的應(yīng)用與研究
        1.3.2 柔性全固態(tài)可充電鋅空氣電池的應(yīng)用與研究
    1.4 本論文研究的內(nèi)容和意義
    參考文獻(xiàn)
第二章 蜂窩多孔納米雙功能電催化劑用于可充電鋅空氣電池
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與表征儀器
        2.2.3 蜂窩狀C09S8/NSC原位復(fù)合電催化劑的制備
        2.2.4 樣品電化學(xué)性能測(cè)試
        2.2.5 液態(tài)鋅空氣電池的制備和測(cè)試
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
        2.3.1 蜂窩狀Co₉S₈/NSC原位復(fù)合材料的表征
        2.3.2 ORR和OER的電化學(xué)性能的測(cè)試
        2.3.3 可充電鋅-空氣電池的性能
    2.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 平面全固態(tài)可充電鋅空氣電池在柔性儲(chǔ)能方面的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與表征儀器
        3.2.3 珊瑚狀N-摻雜碳的核殼結(jié)構(gòu)Fe/Fe₃C@C納米棒簇電催化劑的制備
        3.2.4 電化學(xué)性能測(cè)試
        3.2.5 聚(丙烯酰胺-丙烯酸)固體聚合物堿性電解質(zhì)的合成
        3.2.6 液態(tài)鋅空氣電池與平面全固態(tài)鋅空氣電池的制備和測(cè)試
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
        3.3.1 空氣陰極雙功能電催化N摻雜碳的核殼結(jié)構(gòu)Fe/Fe₃C@C納米棒簇的合成及表征
        3.3.2 ORR/OER電催化活性及組裝液態(tài)鋅空氣電池的性能測(cè)試
        3.3.3 聚(丙烯酰胺-丙烯酸)固體聚合物堿性電解質(zhì)的研究
        3.3.4 平面全固態(tài)可充電鋅空氣電池
    3.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 全文總結(jié)
    4.2 展望
致謝
碩士期間論文發(fā)表情況



本文編號(hào)：3874458