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介孔碳修饰碳毡作为全钒氧化还原液流电池阳极的性能(英文)

发布时间:2019-03-03 09:41
【摘要】:本文采用分散涂层法在聚丙烯腈碳毡表面涂覆溶胶凝胶处理的间二苯酚糖醛介孔碳,合成了一种新型的全钒氧化还原液流电池阳极材料.介孔碳涂层修饰的碳毡分别在900和1100°C下经过退火处理,对所得样品的形貌、表面化学性质、电化学性能进行了表征,并与未经修饰的碳毡进行了比较.结果表明,介孔碳涂层的引入显著增加了材料的比表面积,特别是1100°C下退火处理的样品,其表面的活性含氧基团明显增多.介孔碳涂层对电化学性能的影响呈现出混合效应.循环伏安法测试表明,介孔碳涂层修饰使V(IV)/V(V)氧化还原反应对的氧化和还原反应的最大电淋度增加了约3 0%,这可以归因于材料表面活性反应位点的增加.然而,介孔碳涂层同时导致了电导率的降低,体现为氧化还原峰分离和电荷迁移阻抗的增加.对电导率的这一负面效应可通过1100°C以上高温热处理缓解,从而改善其表面石墨化以减弱氧化还原峰分离和电荷迁移阻抗,使其能与未修饰的碳毡相当.
[Abstract]:In this paper, a new all-vanadium redox flow cell anode material was synthesized by coating sol-gel-treated mesoporous carbon on the surface of polyacrylonitrile carbon felt. The carbon felt modified by mesoporous carbon coating was annealed at 900 掳C and 1100 掳C, respectively. The morphology, surface chemical properties and electrochemical properties of the samples were characterized and compared with those of unmodified carbon felt. The results showed that the introduction of mesoporous carbon coatings significantly increased the specific surface area of the materials, especially for the samples annealed at 1100 掳C, the active oxygen-containing groups on the surface increased obviously. The effect of mesoporous carbon coating on electrochemical performance is mixed. The cyclic voltammetry test showed that the maximum electroleachability of the redox reaction of V (IV) / V (V) was increased by about 30%, which could be attributed to the increase of the surface active reaction sites of the material with the modification of the mesoporous carbon coating. However, mesoporous carbon coatings also lead to the decrease of conductivity, which is reflected by the separation of redox peaks and the increase of charge transfer impedance. The negative effect on conductivity can be alleviated by high temperature heat treatment above 1100 掳C, thus the surface graphitization can be improved to weaken the redox peak separation and charge transfer impedance, so that it can be comparable to the unmodified carbon felt.
【作者单位】: Department
【基金】:support of UniEnergy Technologies and the University of Washington Clean Energy Institute
【分类号】:TQ127.11;TM912

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本文编号:2433585

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