【摘 要】
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在电化学储能和催化领域,电极结构的设计是改善其性能的一种极为重要的途径.研究发现,阵列化的电极因其具有大的比表面积,形貌尺寸均一,团聚少等特点,是一种新型高效稳定的储能电极,可以显著提高超级电容器的电容量,倍率特性以及稳定性等[1,2].同时,我们发现上述阵列化结构有助于改善电极的三相界面特性,这一发现对于有气体参与的电化学过程具有重要意义.以气体溢出电催化为例,电催化产生的气体如果不能够及时脱离
【机 构】
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北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室
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在电化学储能和催化领域,电极结构的设计是改善其性能的一种极为重要的途径.研究发现,阵列化的电极因其具有大的比表面积,形貌尺寸均一,团聚少等特点,是一种新型高效稳定的储能电极,可以显著提高超级电容器的电容量,倍率特性以及稳定性等[1,2].同时,我们发现上述阵列化结构有助于改善电极的三相界面特性,这一发现对于有气体参与的电化学过程具有重要意义.以气体溢出电催化为例,电催化产生的气体如果不能够及时脱离电极表面会导致催化剂有效的催化面积降低,接触阻抗增大,从而增大极化作用,造成电能的损耗.通过构筑纳米阵列微纳电极,电极表面三相界面的性质可以发生很大的变化,例如从疏气变成超疏气特性,这种超疏气电极能够大大降低气体溢出阀值尺寸,使得产生的气体能够及时脱离电极表面,减小了扩散电阻,使催化剂的表观催化活性有了明显提高;同时小气泡的脱离不会给电极的工作环境造成太大扰动,因此这种超疏气电极不仅有高的催化活性,而且具有很高的工作稳定性[3-4].尤其在实际工业生产中,通常是在大电流(例如～500mA/cm2)工作条件下,气体的粘附导致的扩散电阻增大和工作的不稳定性就会成倍放大,这使得超疏气电极的制备尤为重要.上述结果表明,构建纳米阵列电极对于提高电化学储能和催化性能都具有显著的效果.
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