【摘 要】
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随着能源危机与环境问题的日益突出,开发新型高效的可持续能源转化技术成为人们关注的焦点。电催化反应是实现可持续能源转换最具有前景的方法之一,其反应速率由电催化剂的性能直接决定。目前,商业中主流的电催化剂是具有优异电催化活性的贵金属,但是其面临着储量少、成本高、易失活等问题。开发高效、廉价、低成本和稳定的非贵金属催化剂并提高其电催化活性成为加快电催化反应发展的首要任务。电催化剂的表面电子结构直接影响着
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随着能源危机与环境问题的日益突出,开发新型高效的可持续能源转化技术成为人们关注的焦点。电催化反应是实现可持续能源转换最具有前景的方法之一,其反应速率由电催化剂的性能直接决定。目前,商业中主流的电催化剂是具有优异电催化活性的贵金属,但是其面临着储量少、成本高、易失活等问题。开发高效、廉价、低成本和稳定的非贵金属催化剂并提高其电催化活性成为加快电催化反应发展的首要任务。电催化剂的表面电子结构直接影响着其电催化性能,通过合理设计催化剂材料,改变其表面电子结构,进而优化反应物、中间体和产物的吸附能是提高电催
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由于锂资源在地壳中的储量较少且分布不均匀等问题使得锂离子电池技术的持续发展和大规模应用面临着重要挑战。因此,迫切需要开发出可替代锂离子电池的二次电池新体系。而与锂元素同主族的钠、钾元素在化学性质上与锂有诸多相似之处,且储量丰富。因此,钠/钾离子电池被认为是最有希望成为低成本、大规模储能应用的电池技术。但钠/钾离子较大的离子半径,造成电极材料的体积变化更大、动力学性能降低以及反应机理不同等问题,给钠
能源危机是当今世界面临的发展难题。储能器件的性能优化是调整能源结构、推动能源革命的有效策略。与此同时,新型储能机制的研发是构建高比能储能器件、实现电化学储能跨越式发展的重要手段。本文首先以超级电容器为研究对象,从材料的界面调控角度出发,根据储能机理及器件结构不同,从提升赝电容材料比容量、拓展器件工作电压、调控纤维状电容器柔性基底等方面提出了高比能超级电容器的构建策略。进一步开发了新型储能器件,以空
随着电动汽车和消费类电子产品市场的蓬勃发展，迫切需要发展高能量密度储存器件，这引发了锂金属电池的研究热潮。锂-硫电池、锂-空气电池、高镍三元正极等锂金属电池由于具有高的能量密度越来越受到人们的关注。其中锂金属负极在循环过程中的稳定性决定全电池是否能够商业化。枝晶状锂沉积形貌和固态电解质膜(SEI)膜不稳定造成锂金属电极在循环过程中库伦效率低和死锂的产生。此外，文献报道大部分基于较厚锂金属电极进行测
氢能作为极具前景的未来清洁能源备受关注,而电解水产氢技术则是绿色环保可再生的制氢方法之一,其研究的关键在于开发高活性的催化剂来促进电解水产氢过程。此外,鉴于全球淡水资源匮乏,开发全解海水技术有望实现能源的可持续发展。钼、钴基非贵金属催化剂价格低廉且具有d轨道电子特性,极具研究价值,但是催化剂性能仍有待提升且催化机理尚不明确。本论文主要围绕电解(海)水析氢(HER)析氧(OER)非贵金属催化剂的设计
相比较石墨负极，钛基氧化物材料(Li4Ti5O12和TiO2)具有更安全的工作电压，在充放电过程中有更小的体积变化，展现出巨大的应用前途。然而，该材料具有低的实际锂离子扩散系数和差的电导率，极大地降低了材料的倍率性能，严重阻碍了材料在新能源汽车上的应用。因此，本文通过制备不同形貌结构的微纳米钛基氧化物材料和碳复合材料，增加材料的锂离子扩散速率和提高材料的导电性，从而提高材料的高倍率性能和循环性能。
纳米多孔金属(Nanoporous metals,NPMs)是近十几年来发展起来的一类重要的功能材料。NPMs内部包含纳米尺度的孔隙和三维连续的纳米韧带,具有高比表面积、高通透性、高导电导热性、结构灵活可调、物理化学性质稳定等特点,在催化、传感、能量存储等诸多领域展示出独特的优势和广阔的应用前景。关于NPMs的研究已成为目前材料研究与开发的前沿领域。目前制备NPMs的方法主要是脱合金法,它具有制备
基于目前我国面临的能源紧缺及环境污染等问题，将合成气(CO和H2)/CO2加氢制取甲烷具有重要的战略意义和应用前景。本文结合钙钛矿结构特点及所研究催化剂面临的关键问题，设计并制备了一系列具有特定结构与组成的LaNiO3/SiO2、LaRuxNi1-xO3/SiO2、LaNi1-xMoxO3/SiO2和La1-xCexNiO3/ZrO2催化剂前驱体。 采用柠檬酸络合法得到不同负载量的LaNiO3/
本研究旨在确定/评估土壤-水体中三个关键的基础研究问题/关注点。首先，重要的微量金属和腐殖质(HS)在土壤-水体中如何分布？其次，如何从土壤中进行土壤HS的最佳提取，以期开发出一种新颖的提取技术，从而阐明土壤中的生物地球化学现象？第三，如果土壤HS在阳光或黑暗条件下发生降解，那么重要的金属在周围环境中会产生怎样的效应？为了调查/评估这些关键的基础问题，本研究设定了以下目标：(1)调查重要金属和HS
NOx储存还原(NSR)，又称为稀燃NOx阱技术(LNT)，是一种适用于处理稀燃发动机尾气的NOx消除技术，可以实现高空燃比下NOx的有效脱除。然而，传统的Pt基NSR催化剂热稳定性差，高温下易团聚失活。具有ABO3结构的钙钛矿催化剂NO氧化性能好、热稳定性高且A/B位元素灵活可调，是Pt基催化剂的潜在替代品。加入少量Pd可以进一步提升钙钛矿催化剂的NOx消除活性。本文从贵金属的引入方式和存在形式
随着科学技术进步，新型储能器件也在不断发展。电极材料是化学电源能量转化反应发生的场所，在很大程度上决定着器件的储能性能。因此，关于新型电极材料的研究一直是电化学储能领域的重要课题。锰元素地壳储量丰富，其氧化物安全性高、环境污染小，被广泛应用于储能领域。然而，氧化锰本征的电导率较低，在充放电时锰会发生多种价态变化，并且可能出现较大的体积变化，这些都大大制约了其容量的稳定发挥。将其与碳复合并进行形貌-