超级电容器电极材料和基于多孔碳纳米材料的氧还原反应电催化剂的研究

发布时间：2022-02-19 15:50

　　化石燃料的逐渐枯竭以及温室气体大量排放等相关环境和能源问题导致全球对开发可持续能源的需求日渐增加。太阳能、水能和风能等可再生能源是目前解决这些问题的主要途径。然而这些能源的不稳定性和不宜存储性,使得开发具有高功率和高能量密度的新型储能系统迫在眉睫。燃料电池和超级电容器是用于电化学能量转换和存储的最有效和最可靠的技术之一。本论文主要研究具有良好电化学性能的超级电容器电极材料和具有优良氧还原反应催化性能的新型电催化剂,并用于组装锌空气电池。主要研究内容如下:1、通过微波辅助法制备了一系列NaNixCo1-xPO4电极材料,用于超级电容器的电极材料。NaNi0.33Co0.67PO4·H2O电极材料具有良好的电化学性能。在电流密度为1 Ag-1时,其比容量可达828F g-1,当电流密度增加10倍后,电容值依旧保持在88.7%以上,具有很高的倍率性能。将该电极材料用于组装不对称超级电容器,该超级电容器在374.95 W kg-1的功率密度下能量密度可达到29.85 Wh kg-1,在24.37 Wh kg-1的高功率密度下能量密度为7500 W kg-1。该电容器还具有长期循环稳定性,在经过... 

【文章来源】：河北农业大学河北省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 超级电容器
        1.1.1 赝电容
        1.1.2 双电层电容
    1.2 锌空气电池
    1.3 氧还原反应(ORR)
        1.3.1 非贵金属ORR催化剂
    1.4 本实验研究内容
2 微波合成钠镍钴磷酸盐作为超级电容器的高性能电极材料
    2.1 实验部分
        2.1.1 表征仪器
        2.1.2 材料和试剂
        2.1.3 NaNi_(0.33)Co_(0.67)PO_4·H_2O的合成
        2.1.4 电化学测试
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 材料表征
        2.2.2 电化学性能1
    2.3 结论
3 氮掺杂多孔碳作为超级电容器的高性能电极材料
    3.1 实验部分
        3.1.1 电极材料制备
        3.1.2 电极制备
        3.1.3 表征仪器
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 材料表征
        3.2.2 电化学性能测试
    3.3 结论
4 多孔Fe@S,N/C复合材料的制备及其在氧还原电极材料和锌-空电池中的应用
    4.1 实验部分
        4.1.1 电极材料的制备
        4.1.2 表征仪器
        4.1.3 电化学分析测试方法
        4.1.4 锌-空电池的组装和性能测试
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 材料形态和微观结构分析
        4.2.2 电催化氧还原反应性能
    4.3 结论
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 问题与展望
参考文献
在读期间发表的论文
作者简历
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]High efficient oxygen reduction performance of Fe/Fe3C nanoparticles in situ encapsulated in nitrogen-doped carbon via a novel microwave-assisted carbon bath method[J]. Mincong Liu,Xue Yin,Xuhong Guo,Libing Hu,Huifang Yuan,Gang Wang,Fu Wang,Long Chen,Lili Zhang,Feng Yu.  Nano Materials Science. 2019(02)
[2]Simple synthesis of novel phosphate electrode materials with unique microstructure and enhanced supercapacitive properties[J]. Maocheng Liu,Jiajia Li,Wei Han,Long Kang.  Journal of Energy Chemistry. 2016(04)



本文编号：3633182