铝—空气电池银—镍催化剂及催化层的制备与电化学性能研究

发布时间：2022-01-16 05:40

　　随着化石能源的日渐枯竭,开发新型能源成为目前的当务之急。金属-空气电池使用活泼金属作为阳极进行失电子反应,阴极则是吸收空气中的氧气进行氧还原反应,电池放电过程中不排放任何污染,是一种清洁的高效能源系统。由于铝-空气电池的理论能量密度在金属-空气电池中仅低于锂-空气电池,而且相对于金属锂,铝的资源更丰富、价格低廉,因此铝-空气电池具有广阔的应用前景。目前影响铝-空气电池工业化生产的一大难题就是空气电极的极化严重和使用寿命不长。造成这一现象的原因是催化剂的活性不高以及空气电极内部的疏水性过低。本文将从提高催化剂活性和改善催化层内部结构这两个方面入手,重点是对相关参数进行优化,提高空气电极的放电性能。通过改变Ni相对于催化剂的担载量来对Ag/C催化剂进行改性,并使用XRD、TEM等手段对银-镍催化剂的物理性质进行表征,之后通过SEM和HRTEM对AgNi催化剂的结构进行观测。研究发现当Ni的担载量为7.76 mass%时,Ag-Ni/C催化剂的半波电位为0.695 V（νs.RHE）相比Ag/C催化剂正移56 m V。该催化剂制备成空气电极后,其在100 m A·cm-2的恒流放电下电极电位... 

【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

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Co-g-C3N4/C和Pt/C两种催化剂的RDE测试曲线

图 1-2 不同孔隙典型边界尺寸的示意图[49]此外，如 Morimoto[50]研究了气体扩散层（GDL）中平均孔径分布对空气电极电性能的影响。结果表明当平均孔径分布变大时，氧还原反应的超电势却在变小，极电位开始正移，这说明增大次生孔孔径可以有效促进气相传质，减小氧气在空

图 3-5 Ag-Ni/C 催化剂的 TEM 图不同分辨率标尺：a) 100 nm；b) 50 nm图 3-6 是催化剂的高分辨透射电镜图。通过对 Ag-Ni/C 进一步的放大观测，可在这些黑色颗粒处都看到清晰的晶格条纹，通过丈量其晶面间距约为 0.23081nm

【参考文献】：
期刊论文
[1]锌-空气电池空气电极研究进展[J]. 许可,王保国.  储能科学与技术. 2017(05)
[2]A comprehensive review on recent progress in aluminum-air batteries[J]. Yisi Liu,Qian Sun,Wenzhang Li,Keegan R.Adair,Jie Li,Xueliang Sun.  Green Energy & Environment. 2017(03)
[3]金属-空气电池的研究进展[J]. 李华,高颖,隋旭磊,王振波.  炭素. 2017(02)
[4]金属-空气电池阴极双功能催化剂研究进展[J]. 王亚,来庆学,朱军杰,梁彦瑜.  化学研究. 2017(01)
[5]银纳米粒子的超声化学制备及表征(英文)[J]. 张占江,李金培.  稀有金属材料与工程. 2012(10)
[6]铝空气电池的研究进展[J]. 马景灵,许开辉,文九巴,邵海洋.  电源技术. 2012(01)
[7]化学还原法合成均匀银纳米线的条件研究[J]. 郑彦,张哲娟,潘丽坤,郭平生,孙卓.  功能材料与器件学报. 2011(01)
[8]Ni掺杂的Pt/C碱性条件下电催化氧还原性能（英文）[J]. 刘世斌,程变萍,池永庆,张忠林,郝晓刚,李一兵,段东红.  稀有金属材料与工程. 2009(01)
[9]超声协同光催化还原法制备Ag/TiO2光催化剂及其活性研究[J]. 蔡薇莉,崔鹏.  化学与生物工程. 2008(01)
[10]活性炭表面性质对氧气扩散电极电催化性能的影响[J]. 褚有群,韩文锋,童少平,马淳安.  催化学报. 2006(02)

硕士论文
[1]铝空气电池电解液和循环系统的研究[D]. 朱明华.哈尔滨工业大学 2017
[2]锰氧化物基空气电池阴极催化剂的制备与性能研究[D]. 李沐晔.大连海事大学 2014
[3]Ag/C催化剂的制备及其性能研究[D]. 齐鹭汀.哈尔滨工业大学 2012



本文编号：3592045