全钒液流电池高性能碳基电极的改性研究

发布时间：2020-12-11 04:33

　　全钒液流电池具有长寿命、能效高和环境友好等优点受到人们的广泛关注。电极材料作为核心组成部分之一,其性能严重影响着全钒液流电池的综合储能性能。通过不同方法对碳基电极进行改性处理,旨在获得用于全钒液流电池的高性能碳基电极。主要研究内容如下:1)采用熔盐法结合KClO₃和NH₄Cl,一步实现石墨毡的超均相刻蚀和O、N共掺。研究KClO₃和NH₄Cl用量对石墨毡表面形貌和电化学性能的影响。发现熔盐法处理能均匀刻蚀石墨毡,且对其亲水性和表面O、N含量均有提高。电化学测试表明,改性石墨毡对于钒离子氧化还原反应具有较好的电催化性能,且GF/ON-2的性能最佳。使用GF/ON-2的电池展现出优异的倍率性能和循环稳定性。在260m A·cm^-2时,改性电池仍保持较高的容量（1426 m A·h）和能量效率（67.2%）。经过200次循环的容量保持为59.1%,远高于空白电池的25.9%。2)采用水热法在石墨毡表面原位沉积MOF UiO-66,再进一步高温煅烧处理获得纳米ZrO₂

【文章来源】：华北理工大学河北省

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

全钒液流电池原理示意图

第3章熔盐法刻蚀石墨毡电极及性能研究-15-图2GF和不同用量的KClO3处理GF的SEM图Fig.2SEMimagesofGFandGFtreatedwithdifferentdosageofKClO3

华北理工大学硕士学位论文-16-图3不同用量的NH4Cl处理GF的SEM图Fig.3SEMimagesofGFtreatedwithdifferentdosageofNH4Cl图4为GF和GF/ON-2的C、O和N元素分布图。由图可知，GF和GF/ON-2表面均匀分布有C、O和N三种元素，且都成纤维状，分别与GF（图2a）和GF/ON-2（图3c）的SEM图像一致。这表明GF和GF/ON-2主要是由C、O和N三种元素组成。值得注意的是，GF/ON-2的O和N元素分布明显比GF的O和N元素分布得多，这表明GF/ON-2具有更高的O和N元素含量。而O和N元素含量的增加归因于熔盐环境中KClO3和NH4Cl的均相O、N共掺作用。


本文编号：2909913