本文關(guān)鍵詞：液流電池用鈦基負(fù)極電解液的研究與應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 液流電池 鈦基電解液 循環(huán)伏安法 交流阻抗法 RDE 電池測(cè)試

【摘要】：本論文圍繞液流電池用鈦基負(fù)極電解液的電化學(xué)性質(zhì)和電池應(yīng)用展開研究,采用電化學(xué)測(cè)試方法,探究該電解液的電化學(xué)可逆性以及濃度變化和溫度變化對(duì)其性能的影響和電解液在電極表面的反應(yīng)機(jī)理；利用不同離子交換膜組裝Ti-V液流電池,比較其電池性能；選擇一種適合該負(fù)極電解液的電池隔膜,研究組裝Ti-V單電池的各項(xiàng)具體性能。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：采用電位滴定法作出滴定曲線(E-V曲線),并對(duì)其做一次微分處理得到一次微分曲線△I/△I-V曲線,測(cè)得電解液Ti3+的準(zhǔn)確濃度為1.3mol/L。循環(huán)伏安測(cè)試表明升溫有利于Ti(Ⅲ)/Ti(Ⅳ)電對(duì)在HC1溶液中的電化學(xué)可逆性；在10～40℃的范圍內(nèi),電化學(xué)反應(yīng)的可逆性與溫度上升呈正相關(guān)關(guān)系。動(dòng)電位極化測(cè)試表明,溫度升高有利于提高電荷在電極表面的傳遞速率。交流阻抗測(cè)試表明隨溫度上升,電解液的溶液電阻降低,Ti3+擴(kuò)散系數(shù)增大；電化學(xué)反應(yīng)電阻降低,溫度升高增大了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)系數(shù)。交流阻抗擬合結(jié)果表明：隨濃度的升高,溶液的歐姆阻抗RL值和電荷轉(zhuǎn)移阻抗Rct值都相應(yīng)增大；隨濃度下降,副反應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)電阻降低。旋轉(zhuǎn)圓盤電極測(cè)試表明隨溶液的濃度增加,Ti3+擴(kuò)散系數(shù)降低；極限電流iL隨測(cè)試轉(zhuǎn)速加大,達(dá)到平臺(tái)電位值(剛達(dá)到極限電流時(shí)的電位)之前,Ti(Ⅲ)/Ti(Ⅳ)反應(yīng)的電位受擴(kuò)散和電化學(xué)反應(yīng)混合控制；在平臺(tái)電位后,本體溶液及活性物質(zhì)補(bǔ)充及時(shí)的情況下,Ti(Ⅲ)/Ti(Ⅳ)反應(yīng)完全受電化學(xué)反應(yīng)控制。采用商業(yè)品Nafion117陽(yáng)離子交換膜、商業(yè)品FAA陰離子交換膜和實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的Cardo-QPEK陰離子交換膜作為隔膜,組裝了Ti-V液流電池,并對(duì)其電池運(yùn)行性能進(jìn)行了對(duì)比。研究發(fā)現(xiàn)Nafion117膜在電池測(cè)試中具有良好的離子傳導(dǎo)率和低阻活性金屬陽(yáng)離子性能；FAA膜組裝的電池離子傳導(dǎo)性較差；而Cardo-QPEK膜液流電池不僅具有良好的離子傳導(dǎo)性, 同時(shí)具有較好的離子選擇性。用該膜組裝的Ti-V液流電池的充電平臺(tái)為1.2V,放電平臺(tái)為0.95V,電流效率在98%-99.9%之間,能量效率在75%-76%。
【關(guān)鍵詞】：液流電池 鈦基電解液 循環(huán)伏安法 交流阻抗法 RDE 電池測(cè)試
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ134.11;TM912
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-15
• 第一章 緒論15-29
• 1.1 儲(chǔ)能技術(shù)15-18
• 1.2 液流電池技術(shù)概述18-23
• 1.2.1 液流電池的原理18-20
• 1.2.2 液流電池的結(jié)構(gòu)20-21
• 1.2.3 液流電池的特點(diǎn)21-22
• 1.2.4 液流電池的分類22-23
• 1.3 液-液型液流電池電解液材料概述23-25
• 1.4 液流電池電解液的制備方法25-26
• 1.5 電化學(xué)測(cè)試方法26-28
• 1.5.1 循環(huán)伏安法26
• 1.5.2 動(dòng)電位掃描法26
• 1.5.3 交流阻抗法26-27
• 1.5.4 電位滴定法27
• 1.5.5 旋轉(zhuǎn)圓盤電極27-28
• 1.6 本課題研究?jī)?nèi)容及意義28-29
• 第二章 鈦基負(fù)極電解液的電化學(xué)性質(zhì)29-43
• 2.1 本章概述29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分材料與儀器29-30
• 2.3 實(shí)驗(yàn)材料的預(yù)處理30-31
• 2.3.1 電極表面的預(yù)處理30
• 2.3.2 電解液濃度的測(cè)定(電位滴定)30-31
• 2.3.3 稀釋電解液31
• 2.4 鈦基負(fù)極電解液的電化學(xué)測(cè)試31-32
• 2.4.1 循環(huán)伏安測(cè)試31-32
• 2.4.2 動(dòng)電位極化曲線32
• 2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論32-42
• 2.5.1 電位滴定32-34
• 2.5.2 循環(huán)伏安測(cè)試34-40
• 2.5.3 動(dòng)電位掃描測(cè)試40-42
• 2.6 本章小結(jié)42-43
• 第三章 鈦基負(fù)極電解液在電極表面的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究43-54
• 3.1 本章概述43
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料與儀器43-44
• 3.3 實(shí)驗(yàn)材料預(yù)處理44
• 3.4 鈦基負(fù)極電解液的電化學(xué)反應(yīng)參數(shù)測(cè)試44-45
• 3.4.1 鈦基電解液的交流阻抗測(cè)試45
• 3.4.2 鈦基電解液的旋轉(zhuǎn)圓盤電極測(cè)試45
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論45-52
• 3.5.1 電解液的交流阻抗分析46-49
• 3.5.2 旋轉(zhuǎn)圓盤電極分析49-52
• 3.6 本章小結(jié)52-54
• 第四章 鈦基負(fù)極電解液的液流電池性能應(yīng)用研究54-61
• 4.1 本章概述54
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分材料與儀器54-55
• 4.3 鈦基電解液的電池測(cè)試55
• 4.4 電池測(cè)試結(jié)果與討論55-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與展望61-63
• 5.1 結(jié)論61-62
• 5.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 致謝66-67
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67-68
• 作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介68-69
• 附件69-70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 耿曉超;朱全友;郭昊;段春明;崔寒松;;儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];智能電網(wǎng);2016年01期

2 李鴻鵬;潘建欣;李雪;李保山;王樹博;謝曉峰;;液流電池鈦基負(fù)極電解液在不同溫度下的電化學(xué)性能[J];化工學(xué)報(bào);2015年S1期

3 孫文;王培紅;;鈉硫電池的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J];上海節(jié)能;2015年02期

4 朱朋朋;趙平;徐艷;文越華;程杰;;全釩液流電池電解液的制備和性能優(yōu)化研究進(jìn)展[J];電源技術(shù);2015年01期

5 劉然;潘建欣;謝曉峰;王樹博;王金海;周濤;;五氧化二釩電解制備全釩液流電池V~(3+)電解液[J];高校化學(xué)工程學(xué)報(bào);2014年06期

6 劉宗浩;張華民;高素軍;馬相坤;劉玉峰;;風(fēng)場(chǎng)配套用全球最大全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2014年01期

7 王剛;陳金偉;汪雪芹;田晶;劉效疆;王瑞林;;全釩氧化還原液流電池電解液[J];化學(xué)進(jìn)展;2013年07期

8 崔旭梅;王軍;陳孝娥;趙英濤;李云;;全釩氧化還原液流電池一體化復(fù)合電極的研究[J];電源技術(shù);2009年11期

9 張華民;;高效大規(guī)�；瘜W(xué)儲(chǔ)能技術(shù)研究開發(fā)現(xiàn)狀及展望[J];電源技術(shù);2007年08期

10 田波,嚴(yán)川偉,屈慶,李華,王福會(huì);釩電池電解液的電位滴定分析[J];電池;2003年04期

，

本文編號(hào)：954062