高效氮掺杂碳催化剂的制备及其于锌/溴液流电池中的应用

发布时间：2022-11-01 19:58

　　作为现代人类生产生活不可或缺的二次能源,电能随着社会的发展以及科技的进步,逐渐扮演着越来越重要的角色。因此,储能技术的发展至关重要,刻不容缓。可以兼顾深度充放电,模块化调控以及突破地理环境限制等需求的液流电池,逐渐从众多大规模储能器件中脱颖而出。其中,锌溴液流电池由于具备原材料廉价易得,成本相对不高以及能量密度较大等优势,而得到更多的关注与青睐。但是,锌溴液流电池体系在较大的电流密度下,电极极化现象严重,导致大量能量损失。因此,研发高催化活性正极材料是一个较好的解决办法。本论文通过研制新型正极材料,拟解决在锌溴液流电池体系中的电极极化问题,从而提高正极电催化活性,进而提升单电池性能。本文探究了一种绿色高效的炭材料制备方法,并通过调节氨气热处理的温度和时间参数,进而开发出一种高效的碳电催化剂。并采用多种现代物理化学表征手段:扫描电子显微镜、X-射线粉末衍射、拉曼光谱、氮气吸脱附实验、X-射线光电子能谱等;结合电化学测试方法:循环伏安法、电化学阻抗谱等,构建材料的“构-效”关系。并用于锌溴液流电池单电池测试中,得出材料的电池数据。首先,我们研究了一条绿色高效合成炭材料的途径,通过将0.50... 

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 液流电池与储能
    1.2 常见液流电池简介
    1.3 锌/溴液流电池简介
    1.4 锌/溴液流电池的研究现状
        1.4.1 锌/溴液流电池负极的研究
        1.4.2 锌/溴液流电池隔膜的研究
        1.4.3 锌/溴液流电池电解液的研究
        1.4.4 锌/溴液流电池正极的研究
    1.5 氮掺杂炭材料在电催化中的发展与应用
    1.6 本课题的研究背景、研究思路以及研究意义
        1.6.1 研究背景
        1.6.2 研究思路
        1.6.3 研究意义
第二章 实验材料以及表征方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 化学试剂
        2.1.2 仪器设备
    2.2 表征方法
        2.2.1 物理化学表征方法
        2.2.2 电化学性能表征
        2.2.3 电池性能表征
第三章 氮掺杂炭球的制备及溴氧化还原反应的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 炭球以及氮掺杂炭球的制备
        3.2.2 材料的表征
        3.2.3 电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 氨气热处理时间对材料性能的影响
        3.3.2 氨气热处理温度对材料性能的影响
    3.4 本章小结
第四章 锌溴液流电池的组装和优化
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 隔膜的预处理
        4.2.2 锌溴液流电池电极的制备
        4.2.3 锌溴液流单电池的设计与组装
        4.2.4 锌溴液流单电池的单电池测试
        4.2.5 锌溴液流单电池的电化学阻抗测试
    4.3 结果分析
        4.3.1 预处理电池隔膜对电池性能的影响
        4.3.2 电池隔膜的选择对电池性能的影响
        4.3.3 电解液组成对电池性能的影响
        4.3.4 电极材料对电池性能的影响
    4.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3700004