金属氧化物型催化剂空气电极性能及制备工艺研究

发布时间：2021-08-24 07:02

　　空气电池作为一种清洁能源,具有能量密度高,储存时间长,环境友好等优点。空气电池阳极为活泼金属,使用过程中不产生污染；阴极消耗氧气,理论比能量趋于无穷,发展前景十分广阔。然而,空气电池的输出功率受制于空气电极的氧还原性能,如何提高空气电极的氧还原性能成为研究的焦点。本文从催化剂制备和空气电极工艺优化两个方面着手,探究提高空气电极氧还原性能的方法。采用溶胶凝胶法制备钙钛矿型氧化物（LaCoO3、LaMnO3、La0.95Sr0.05MnO3和LaFeO3）和尖晶石型氧化物（CoFe2-xMnxO4（x=0.1,0.3,0.5））。通过XRD和SEM分析结果表明,获得纯相的纳米尺寸粉体。电压极化到-0.4V时,LaCoO3的极化电流密度为376mAcm"2,高于LaMnO3和LaFeO3;微量Sr元素掺杂LaMnO3后,其极化电流密度有所升高：5%的Mn元素掺入CoFe2O4后,其极化电流密度由311 mAcm-2上升到365 mAcm-2,提高了17%；然而伴随着Mn元素掺入量的增多,其极化电流密度迅速降低,与晶格畸变过于严重有关。通过实验探究空气电极防水层和催化层的最优配比。即,PTFE... 

【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 金属/空气电池的结构与原理
    1.3 空气电极氧还原性能测试原理及方法
    1.4 空气电池催化剂的发展历程
        1.4.1 贵金属系列催化剂
        1.4.2 二氧化锰催化剂
        1.4.3 金属螯合物系列催化剂
        1.4.4 钙钛矿型氧化物催化剂
        1.4.5 尖晶石型氧化物催化剂
    1.5 论文研究内容及方案
第2章 实验方法
    2.1 实验药品及仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 主要实验仪器
    2.2 催化剂制备
    2.3 催化剂表征
        2.3.1 XRD表征
        2.3.2 SEM表征
    2.4 空气电极制备
    2.5 电化学性能测试
        2.5.1 极化曲线测试
        2.5.2 恒电流放电测试
第3章 钙钛矿型氧化物催化剂
    3.1 样品制备
    3.2 催化剂的表征
        3.2.1 XRD表征
        3.2.2 SEM表征
    3.3 电化学性能测试
    3.4 探究掺杂对LaMnO_3极化电流密度的影响
        3.4.1 样品La_(0.95)Sr_(0.05)MnO_3的制备与表征
        3.4.2 La_(0.95)Sr_(0.05)MnO_3的电化学性能测试
    3.5 小结
第4章 尖晶石型氧化物
    4.1 催化剂制备
    4.2 样品表征
        4.2.1 XRD表征
        4.2.2 SEM表征
    4.3 电化学性能测试
    4.4 小结
第5章 空气电极制备工艺优化
    5.1 LaMnO_3粉体制备
    5.2 催化剂的表征
    5.3 探究防水层组分比例
    5.4 三因素三水平正交试验探索空气电极催化层各因素的最佳配比
        5.4.1 设计正交试验
        5.4.2 测试结果及分析
    5.5 催化层涂覆于泡沫镍孔隙
    5.6 铜网作为集流体的空气电极
    5.7 寿命
    5.8 小结
结论
参考文献
致谢
研究生履历


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3359514