过渡金属系二维材料微观储能界面的分子模拟研究
发布时间：2022-01-04 04:34
超级电容器和燃料电池是两种主要的储能设备,其中固液界面双电层储能是超级电容器的主要储能机理之一,而催化剂表面上的析氢反应则是可持续生产氢气来用于燃料电池的有效办法。双电层和析氢反应均位于固体材料和溶液的界面上,因此深入理解其界面现象有助于提高双电层电容和析氢效率。二维过渡金属二硫化物中的金属性MoS2具有较高导电性和稳定性,且层间距对电容性能有明显影响,但还未有过系统性的研究。Co2P是过渡金属磷化物中常见的一种,具有较高的氢催化活性。Co2P暴露的晶面不同,其氢催化性可能也不同,但Co2P的不同晶面与氢催化活性之间的关系尚不明确。因此,本文从模拟角度出发,分别研究了不同层间距的MoS2、不同晶面的Co2P的双电层电容性能和氢催化性能。MoS2的分子动力学模拟研究发现,层间距为1.115 nm的MoS2具有最高的电容值,为118 F/cm3,且电容变化趋势与层内离子分布变化趋势密切相关。充电...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a）不同电化学储能设备功率密度和能量密度图，b）双电层电容器，赝电容器和电池中电化学储能的基本机制的示意图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文经济的关键因素。目前，工业生产氢气的方法主要有三种，分别为甲烷蒸气重整、煤气化和水电解[24]。在这三种方法中，水电解可以利用太阳能、风能等可再生能源以及电化学设备高效地生产氢气以及氧气[25, 26]，而水又是一个储量丰富且可再生的资源，因此水电解是一种可持续且清洁的生产氢气的方式。图 1-2a[27]给出了以水电解制氢的储能系统示意图。
图 1-3 部分新型二维材料种类及其结构[38]超级电容器和水电解制氢，合适的电极、电催化剂材料都化效率的关键所在[8, 31]。与普通三维材料相比，二维（two于电子受限以及更加微弱的层间作用力而具有与体相三维材性能[39]、电性能[39, 40]、机械[40, 41]以及催化性能[42, 43]等等，维材料在储能[44, 45]、气体储存[46, 47]、催化[48, 49]、传感器[50的应用前景。自 2004 年首个二维层状材料单层石墨烯合成成及研究得到了迅速的发展[53, 54]（图 1-3[38]）。石墨烯天然定分子进行官能团化才能被活化[55]。与石墨烯相比，其他二硫族化物（transition metal dichalcogenide, TMD）[56, 57]，过on metal phosphide, TMP）[58, 59]等等，它们往往具有更加丰富有可调节的化学、物理性质[44]，使其在更广泛的领域，如氢催化领域[58, 63]内都具有较好的应用前景。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Progress in electrical energy storage system:A critical review[J]. Thang Ngoc Cong. Progress in Natural Science. 2009(03)
[2]储能技术在电力系统中的应用[J]. 张文亮,丘明,来小康. 电网技术. 2008(07)
本文编号：3567671
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a）不同电化学储能设备功率密度和能量密度图，b）双电层电容器，赝电容器和电池中电化学储能的基本机制的示意图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文经济的关键因素。目前，工业生产氢气的方法主要有三种，分别为甲烷蒸气重整、煤气化和水电解[24]。在这三种方法中，水电解可以利用太阳能、风能等可再生能源以及电化学设备高效地生产氢气以及氧气[25, 26]，而水又是一个储量丰富且可再生的资源，因此水电解是一种可持续且清洁的生产氢气的方式。图 1-2a[27]给出了以水电解制氢的储能系统示意图。
图 1-3 部分新型二维材料种类及其结构[38]超级电容器和水电解制氢，合适的电极、电催化剂材料都化效率的关键所在[8, 31]。与普通三维材料相比，二维（two于电子受限以及更加微弱的层间作用力而具有与体相三维材性能[39]、电性能[39, 40]、机械[40, 41]以及催化性能[42, 43]等等，维材料在储能[44, 45]、气体储存[46, 47]、催化[48, 49]、传感器[50的应用前景。自 2004 年首个二维层状材料单层石墨烯合成成及研究得到了迅速的发展[53, 54]（图 1-3[38]）。石墨烯天然定分子进行官能团化才能被活化[55]。与石墨烯相比，其他二硫族化物（transition metal dichalcogenide, TMD）[56, 57]，过on metal phosphide, TMP）[58, 59]等等，它们往往具有更加丰富有可调节的化学、物理性质[44]，使其在更广泛的领域，如氢催化领域[58, 63]内都具有较好的应用前景。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Progress in electrical energy storage system:A critical review[J]. Thang Ngoc Cong. Progress in Natural Science. 2009(03)
[2]储能技术在电力系统中的应用[J]. 张文亮,丘明,来小康. 电网技术. 2008(07)
本文编号：3567671
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