【摘 要】
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随着传统化石能源的枯竭和相关环境问题的日益严重,可再生能源的需求变得越来越紧迫。对基于多价金属离子的可充电电池进行了广泛的研究,包括Zn~(2+),Ca~(2+),Mg~(2+),和Al~(3+)离子。金属锌的独特优势激发了人们对锌离子电池(英文简称,ZIBs)的热情,例如高理论容量(820 m Ah g~(-1)和5855 m Ah cm~(-3)),低氧化还原电势(对于标准氢电极为0.76 V
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随着传统化石能源的枯竭和相关环境问题的日益严重,可再生能源的需求变得越来越紧迫。对基于多价金属离子的可充电电池进行了广泛的研究,包括Zn~(2+),Ca~(2+),Mg~(2+),和Al~(3+)离子。金属锌的独特优势激发了人们对锌离子电池(英文简称,ZIBs)的热情,例如高理论容量(820 m Ah g~(-1)和5855 m Ah cm~(-3)),低氧化还原电势(对于标准氢电极为0.76 V),高储存量(约为锂的300倍),以及在氧气和潮湿气氛中的良好惰性,较高的氢释放电位,因此可以有效抑制副
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锂离子电池具有工作电压高、循环寿命长和环境友好等优点,已经被广泛应用于社会生活的方方面面。然而现阶段使用的锂离子电池中含有大量的有机液态电解质,存在易泄露、易燃烧、易爆炸等问题,进一步提高锂离子电池安全性和电化学性能迫在眉睫。聚合物电解质具有易加工成膜和能量密度高等优点,成为未来锂离子电池电解质的最优选之一。而聚氨酯因其独特的两相结构,可以兼具刚性和柔性,在拥有力学强度的同时也可提供良好的电化学性
作为高效、清洁的储能设备,超级电容器凭借其高功率密度、充放电耗时短、使用寿命长、安全性高和工作温度范围广等优点而在科学研究和工业领域引起了广泛关注。电极材料作为超级电容器的重要组成部分,其组成和结构在很大程度上决定了超级电容器的电化学性能。从材料选择上讲,多孔碳材料由于其比表面积大,多级孔结构,良好导电性,较好的物化稳定性和环境友好性而被公认为是一种出色的电极材料;金属氧化物因其具有较多的活性位点
随着人们生活水平的提高,对电的需求量也不断增加。煤作为电力生产的主要能源,其在获得电力的同时也产生了大量的二氧化碳(CO_2),导致气候变化并对人民生活造成不利影响。化学链技术(Chemical Looping Technology,CLT)通过载氧体传递晶格氧,避免了燃料与空气直接接触,实现CO_2捕集。本文提出了以Fe_2O_3/Al_2O_3为载氧体的煤化学链过程联合循环发电系统,在获得高电
相对于传统低温质子交换膜燃料电池(PEMFC),高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFCs)具有电极反应速率快、燃料利用率高、CO耐受能力强以及简化的水热管理等特点,因此具有广阔的应用前景。本文针对HT-PEMFC阴极氧还原(ORR)碳载铂催化剂磷酸毒化以及稳定性差问题,借助电化学、现代谱学等技术并结合理论计算,开展了非铂电催化剂的设计合成、耐磷酸毒化的构效关系以及抗腐蚀载体设计合成等研究。主要结
生物质基炭材料具有高的比表面积、优异的稳定性、对环境友好等诸多优点,已被广泛用作超级电容器电极。但是未经改性的纯炭材料亲水性差、导电性差、缺少相应的活性位点,限制了其在一些领域的应用。氧化石墨烯由于具有优良的导电性能、电子迁移率等特性被用于电化学领域。但石墨烯片层易堆叠,石墨烯材料的有效比表面积减小,并且堆叠的石墨烯内部难以被电解质渗透,使得石墨烯电极的电化学性能远远低于人们的预期。本论文结合生物
随着重工业的发展,近年来不可再生能源比如石油,煤等面临枯竭,并且飞速发展的工业在给人们带来便利之余,同时也给环境带来了污染,例如难降解的纺织染料和一些有毒有害的重金属离子,如六价铬离子。光催化和光电催化技术可以很容易地将有机大分子物质分解,甚至彻底降解为安全环保的无机小分子物质,尤其对于化学性质稳定,在空气中难以自降解的纺织染料。太阳能因其灵活,成本低,易获取等优点将是理想的选择。与之前的太阳能电
为了降低成本,缓解资源短缺的压力,寻找锂离子电池的替代品迫在眉睫。由于钾储量丰富,成本低廉且钾与锂具有相似的物理化学性质,钾离子电池引起了研究者的广泛关注。但是钾离子半径远远大于锂离子,寻找能够容纳钾离子的负极材料尤其重要。过渡金属硫化物凭借高理论容量、较大层间距等优势在众多负极材料中脱颖而出。然而,过渡金属硫化物负极材料由于电子导电性差、在储能过程中体积变化大、化学动力学缓慢,导致循环结构稳定性
双电层电容器(Electric double layer capacitor,简称EDLC)凭借功率密度高和工作寿命长等优势逐渐成为理想的储能设备。碳布(carbon cloth,简称CC)作为EDLC电极材料的有力候选者,其独特的灵活性,可应用于穿戴或柔性装置,吸引了越来越多的研究关注。然而,商业CC表面积小、电化学活性低和孔隙性差等不足使其电容性能并不出色。近年来,提出了各种策略致力于提高CC
化石能源的枯竭及其使用造成的环境污染已经成为制约当今社会发展的主要问题。太阳能、风能、潮汐能等可再生清洁能源的利用是解决能源危机的有效途径。但受到自然条件的限制,上述可再生清洁能源难以被人们直接使用。因此,需要把上述能源转化为电能进行储存以用于人类社会的生产和生活。为此人们研发了多种能量转换和储存装置,例如,太阳能电池、离子型电池、锌空电池和超级电容器等。其中,超级电容器因具有高效率、长循环寿命、
锂硫电池以其低成本、高能量密度、环保等优点,被认为是最有发展前景的储能设备之一。然而,由于硫和放电产物Li_2S_2/Li_2S的绝缘性,硫阴极充放电过程中的体积变化和穿梭效应等原因造成锂硫电池商业化困难。为了解决这些问题,硫必须与高导电性,催化活性位点丰富,比表面积大,孔隙丰富的材料相互结合,以提高活性硫的利用率。本文通过熔融盐法制备了三维分级多孔碳材料并进行掺杂改性等方式设计了新型硫碳复合阴极