氮掺杂碳/Ni（OH） 2 /MnO 2 材料的制备与电化学性能研究

发布时间：2021-06-26 09:42

　　近十年来,人类使用化石能源导致的环境问题和资源枯竭,使得可再生清洁能源受到社会的广泛关注,例如太阳能、水能、风能等。但是可再生清洁能源受到地域环境的制约,输出的能量不稳定;为了解决这些问题,能量存储装置成为研究中的重点。其中超级电容器因能在几秒内完成充放电、拥有的高能量密度和功率密度能广泛适用于各种应用,引起了学者研究员们的研究兴趣。目前,在超级电容器中应用的材料包含碳基材料、导电高分子聚合物以及过渡金属氧化物或氢氧化物。研究过程中,学者们发现单一种材料存在着其本身的缺陷限制,而通过不同类型材料复合会有效的提升超级电容器的整体性能。因此,在本课题中探讨以碳基材料作为骨架,附着过渡金属氧化物和氢氧化物从而整体改善超级电容器的性能。对于碳基骨架,选用泡沫镍作为催化剂通过热裂解的方式制备氮掺杂碳材料（氮掺石墨烯/氮掺杂碳纳米管）。通过对氮掺杂碳进行SEM、XRD、Raman以及XPS等表征分析,确定最佳制备方法:以葡萄糖与双氰胺的质量比为1:30研磨混合,再以混合物与泡沫镍的质量比为5:1,在800℃下高温裂解反应一个小时。制备出的氮掺杂碳拥有均一、稳定的结构且相对增加了骨架的比表面积以及导... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同类型储能设备的Ragone图

提高新能源汽车的使用寿命[6]。目前，学者以及科研化超级电容器的这些优异性能，主要从碳基材料、导电高物（氢氧化物中选择材料作为超级电容器电极材料。由于其本身性质的限制阻碍超级电容器的综合性能，在研究过种以上的材料进行不同组合，利用不同材料之间的协同作电容器的性能。级电容器的分类电容器按照电荷储存机制和材料作为划分标准可以分为两以及赝电容器。在电双层电容器中，比电容来自电极和电法拉第电荷存储机制。已经用作双电层电容器电极的材料是米管、多壁碳纳米管、还原氧化石墨烯、气凝胶等。在图在电容器两端加压使得两个电极材料在静电力的作用下在性质的电荷，从而存储电能。因为电容器两个电极之间没产生电流。在赝电容器中，比电容由电极界面处的法拉第反

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 1-3 所示，是赝电容器的储能的基本原理图。赝电容器电渡金属氧化物以及导电聚合物这两种，通过氧化还原反应与一般电容有差异。赝电容电极材料因为可以将能量变为通过高比表面积提高活性物质的转移速率，所以能产生大电容容量的近百倍。

【参考文献】：
期刊论文
[1]碳材料在电双层电容器电极应用的最新研究[J]. 黄靖茹,柯泽豪.  高科技纤维与应用. 2005(04)
[2]超级电容器应用于汽车的优势及前景[J]. Mike Dale,张鲁滨.  汽车维修与保养. 2004(05)
[3]温室效应与厄尔尼诺现象问题[J]. 唐棣华.  化学研究与应用. 1998(03)

硕士论文
[1]活性层掺杂对聚合物太阳能电池的性能影响研究[D]. 孙璐.吉林大学 2014



本文编号：3251109