隨著柔性電子器件的快速發(fā)展,柔性電源也引起了越來越多的關(guān)注。目前的柔性電源主要是柔性鋰離子電池,超級電容器和柔性太陽能電池等。但這些柔性設(shè)備因能量密度不夠高,無法滿足柔性器件不斷增長的能源需求。需要開發(fā)高能量密度,長期穩(wěn)定和輕量化的柔性能源設(shè)備。柔性質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）具有同時提高功率和能量密度的潛力,可作為柔性電子的便攜式電源。對柔性燃料電池而言,如柔性電堆的制作和封裝的問題嚴(yán)重影響了電堆的性能、與柔性電堆匹配的現(xiàn)場氫源目前主要是剛性容器、甲酸催化制氫的反應(yīng)機理尚不明確。針對柔性質(zhì)子交換膜燃料電池的這些問題,本文研究了柔性平面型PEMFC電堆及其相匹配的柔性氫源,開發(fā)了全柔性燃料電池電源系統(tǒng),并采用單分子檢測手段對儲氫反應(yīng)涉及的催化機理進行了探究。本論文主要研究內(nèi)容如下:1.基于本組開發(fā)的新型柔性PEMFC技術(shù),我們對燃料電池膜電極材料及尺寸進行篩選獲得了具有較高功率密度,合適尺寸的質(zhì)子交換膜燃料電池。采用3D打印技術(shù)設(shè)計并打印了 6種不同類型的流場,通過將流場板與5個串聯(lián)的燃料電池膜電極組合形成平面型柔性電堆。我們探究了不同流場及同一流場下不同氫氣流速對柔性電堆性能的影... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１柔性電子系統(tǒng)，電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)材料及柔性電子產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域

Ｖ?＾１００－?－１００｜??：１．５：??Ｃｈａｒ９？?＼?８０－?＊?７８０?？??ｇ＞?Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?＂—?？Ｃａｐａｃｉｔｙ?＿?６０?①??＾?ａ?＾?〇ｕ?＃?Ｃｏｌｕｍｂｉｃ?ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ?＾??＾?§４〇：?ｒ４０１??廣?３２０：?：ｆ｜??〇？〇?■丨?ｉ?？?ｉ?■＇幕?＿?ｉ?■?？?一？＊??０?４０?８０?１２０?０?５?１０?１５?２０?藝??Ｃａｐａｃｉｔｙ?（ｍＡｈ?ｇ１）?＿?Ｃｙｃｌｅ?ｎｕｍｂｅｒ??圖１．２紙基鋰離子電池。（ａ）封裝測量前的層壓過程示意圖和紙狀鋰離子電池圖片；（ｂ）??ＬＴＯ－ＬＣＯ層壓紙電池的充放電曲線；（ｃ）?ＬＴＯ－ＬＣＯ電池的循環(huán)性能；ＬＴＯ：?Ｌｉ４Ｔｉ５０１２；??ＬＣＯ：?ＬｉＣｏ〇２＝??柔性鋰離子電池的研究主要是對柔性電極的改進，柔性電源系統(tǒng)仍處于實驗??室研究階段。目前廣泛使用的液體電解質(zhì)具有易泄露，易燃和化學(xué)穩(wěn)定性差等缺??點，使得柔性電池的彎曲性受到了很大的限制。固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率又較低，??研宄與液體離子電導(dǎo)率具有可比性的固體電解質(zhì)成為亟待解決問題。??（２）超級電容器??超級電容器是通過電極與電解質(zhì)之間形成的界面雙層來存儲能量的新型元??器件，是介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，兼具電容器的快??速充放電和電池的儲能特性，彌補了傳統(tǒng)電容器和電池之間的差距。根據(jù)電極材??料的不同，超級電容器可以分為碳電極雙層超級電容器、有機聚合物電極超級電??容器和金屬氧化物電極超級電容器。近年來由于其相對較高的能量密度，較大的??功率密度和較長的循環(huán)壽命引起了人們的廣泛關(guān)注。超級電容器還可

?第１章緒論???等［１（）】通過電沉積的方法將Ｍｎ０２負載在輕量，超薄，高導(dǎo)電的柔性三維石墨烯網(wǎng)??絡(luò)上作為柔性超級電容器的電極，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三維石墨烯網(wǎng)絡(luò)是理想的活性材料載??體，Ｍｎ０２負載量可達９．８?ｍｇ．ｃｍ－２的。在掃描速度為２?ｍＶ．ｓ－１時表現(xiàn)出１．４２?Ｆ．ｃｍ－２??的高面積電容，通過進一步優(yōu)化Ｍｎ０２含量，實現(xiàn)了?１３０?Ｆ．ｇ－１的最大比電容。此??夕卜，他們還探索了對稱超級電容器的電化學(xué)性能，如圖１．３所示，該超級電容器??由兩片三維石墨烯和Ｍｎ０２復(fù)合網(wǎng)絡(luò)的夾心結(jié)構(gòu)組成，被膜隔開并封裝在聚對苯??二甲酸乙二醇酯膜中。??ａ?ｂ?３５?—＿Ｓｔａｉｘｖ．?〇￣＜｜?廣?￣￣?｜?Ｃ?７００｜??，麵三?Ｈ?：?／?；｜?廠｜??ｆ：：?／??％?＝?＊?ｆＫ?＇￣４?３〇〇?／?ｈｉ?／??ｑ?°５?＾?２００?／?，１」??ＩｆｌＨｔｏｌ?：；；?＇？；／??二＾?Ｉ．。?－?ｗ＂…。？??ｄ?．？（?１?ｅ?１２［?ｉ??ｆ?３５ｊ?????ＩＩ?／＼?／＾＼?＾?ｉ〇?．?？?Ｍ？ｃ？?＊３?３０?—１?Ａｎ，Ｖｅｉｎ７??＼?＝ｒｒ．?Ｖ；?？丨：＝一?——??＼／＼?＼——，?ｆ１２５?．．?？—－??＾＼?＼?！；?Ｓ??＼?＼?＼?ｉ?ｉ?＾５?ｓ??０?２５?５０?７５?１００?１２５?１５０?１７５?２００?°１０?１００?１０００?１００００?〇〇?１０００?２０００?３０００?４０００?５０００??Ｔｌｍｅ（ｓ）?Ｐｏｗｅｒ?ｄｅｎｓｉｔｙ?（Ｗｌｇ＾１?丨?Ｃｙｃｌｅ?ｎｕｍｂｅｒｓ??圖１．３?（ａ）由兩個對稱的石墨

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Critical importance of current collector property to the performance of flexible electrochemical power sources[J]. FANDi Ning,Yangbin Shen,Chuang Bai,Jun Wei,Guanbin Lu,Yi Cui,Xiaochun Zhou.  Chinese Chemical Letters. 2019(06)
[2]單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)[J]. 趙永芳.  生命科學(xué). 2011(11)



本文編號：3332349