浓差薄膜电池的制备及其性能研究
发布时间：2023-05-07 18:17
随着一次能源的枯竭以及其燃烧产物对环境的污染,各国科研工作者开始对新能源的开发与利用进行研究。浓差电池是一种能将浓度势能差收集起来产生能源的装置,但严格意义上的浓差电池较难被利用,所以对浓差电池的理论研究发展较慢,故而在浓差电池方面有极大地研究空间。本论文针对浓差电池的传统结构,参考薄膜电池和柔性电池的结构使之薄膜化,制备出一个体积小、重量轻、便于携带的浓差薄膜电池,同时该结构使其激活时间可控化。选择合适的电解质,使其在能产生较高开路电压的同时保证其水溶液电阻较小。对半透膜进行研究,制备出具有不同孔隙率的复合半透膜,使半透膜两边始终保持较高的浓度比,从而获得具有较高输出电压的浓差电池。选择多种电极材料,分析电极材料在浓差电池放电中所受到影响。选择最佳复合半透膜组装成浓差薄膜电池,对多个浓差薄膜电池进行串联,使电池组产生更高的输出电压。研究结果表明:1、对浓差薄膜电池的结构进行设计,参考薄膜电池和柔性电池的结构,制备出一款薄片状的浓差薄膜电池。2、选择不同分子类型的电解质与蒸馏水组装成浓差电池,20%X-405产生电压值最高,10%BD300次之,但10%BD300的电导率远大于20%X...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 电池的发展与分类
1.2.1 电池的发展
1.2.2 电池的分类
1.3 薄膜电池与柔性电池
1.3.1 薄膜电池
1.3.2 柔性电池
1.4 浓差电池
1.4.1 浓差电池简介
1.4.2 Nernst方程
1.4.3 菲克定律
1.5 选题依据
1.6 主要研究内容及研究意义
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 研究意义
第二章 浓差薄膜电池结构设计与工作原理
2.1 引言
2.2 实验原料与仪器
2.3 浓差薄膜电池结构设计
2.4 机理分析
2.5 本章小结
第三章 电解质的选择
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 主要仪器设备
3.2.3 电解质对开路电压影响
3.2.4 不同电解质的电导率
3.2.5 不同浓度电解质对开路电压的影响
3.3 实验结果与分析
3.3.1 不同电解质对浓差电池输出电压影响结果分析
3.3.2 不同电解质电导率对比
3.3.3 不同浓度的电解质对浓差电池输出电压影响对比
3.4 本章小结
第四章 半透膜的制备与性能测试
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 主要仪器设备
4.2.3 不同阴离子盐溶液在PVA膜中的扩散研究
4.2.4 氯化钠溶液浓度与电导率之间的关系
4.2.5 半透膜的制备
4.2.6 半透膜孔隙大小测试
4.2.7 扫描半透膜的表观形貌
4.3 实验结果与分析
4.3.1 不同阴离子盐溶液对PVA的影响
4.3.2 氯化钠溶液浓度及其电导率之间关系
4.3.3 半透膜孔隙大小对比
4.3.4 半透膜的扫描电镜图
4.4 本章小结
第五章 浓差薄膜电池放电对电极的影响
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料
5.2.2 主要仪器设备
5.2.3 铜电极、铝电极
5.2.4 石墨电极、聚苯胺电极
5.3 实验结果与分析
5.4 机理分析
5.5 本章小结
第六章 浓差薄膜电池组放电研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 实验原料
6.2.2 主要仪器设备
6.2.3 玻璃纸半透膜电池组
6.2.4 复合半透膜电池组开路电压
6.2.5 最优电池组的筛选
6.2.6 电池组放电性能研究
6.3 实验结果与分析
6.3.1 玻璃纸半透膜电池组放电性能
6.3.2 复合半透膜电池组放电性能
6.3.3 最优电池组的性能分析
6.3.4 电池组放电研究
6.4 机理分析
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
本文编号：3811086
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 电池的发展与分类
1.2.1 电池的发展
1.2.2 电池的分类
1.3 薄膜电池与柔性电池
1.3.1 薄膜电池
1.3.2 柔性电池
1.4 浓差电池
1.4.1 浓差电池简介
1.4.2 Nernst方程
1.4.3 菲克定律
1.5 选题依据
1.6 主要研究内容及研究意义
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 研究意义
第二章 浓差薄膜电池结构设计与工作原理
2.1 引言
2.2 实验原料与仪器
2.3 浓差薄膜电池结构设计
2.4 机理分析
2.5 本章小结
第三章 电解质的选择
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 主要仪器设备
3.2.3 电解质对开路电压影响
3.2.4 不同电解质的电导率
3.2.5 不同浓度电解质对开路电压的影响
3.3 实验结果与分析
3.3.1 不同电解质对浓差电池输出电压影响结果分析
3.3.2 不同电解质电导率对比
3.3.3 不同浓度的电解质对浓差电池输出电压影响对比
3.4 本章小结
第四章 半透膜的制备与性能测试
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 主要仪器设备
4.2.3 不同阴离子盐溶液在PVA膜中的扩散研究
4.2.4 氯化钠溶液浓度与电导率之间的关系
4.2.5 半透膜的制备
4.2.6 半透膜孔隙大小测试
4.2.7 扫描半透膜的表观形貌
4.3 实验结果与分析
4.3.1 不同阴离子盐溶液对PVA的影响
4.3.2 氯化钠溶液浓度及其电导率之间关系
4.3.3 半透膜孔隙大小对比
4.3.4 半透膜的扫描电镜图
4.4 本章小结
第五章 浓差薄膜电池放电对电极的影响
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料
5.2.2 主要仪器设备
5.2.3 铜电极、铝电极
5.2.4 石墨电极、聚苯胺电极
5.3 实验结果与分析
5.4 机理分析
5.5 本章小结
第六章 浓差薄膜电池组放电研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 实验原料
6.2.2 主要仪器设备
6.2.3 玻璃纸半透膜电池组
6.2.4 复合半透膜电池组开路电压
6.2.5 最优电池组的筛选
6.2.6 电池组放电性能研究
6.3 实验结果与分析
6.3.1 玻璃纸半透膜电池组放电性能
6.3.2 复合半透膜电池组放电性能
6.3.3 最优电池组的性能分析
6.3.4 电池组放电研究
6.4 机理分析
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
本文编号：3811086
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