金属空气电池阴极催化剂的制备及性能研究

发布时间：2021-04-20 12:45

　　当今社会,经济在不断的发展,随之带来一系列的环境污染问题,同时也面临着日趋严重的能源危机,因此,包括风能、波浪能、太阳能和水能在内的可再生能源已经成为替代传统化石燃料的能源来源,以实现绿色、经济和可持续发展的社会目标。近年来电动汽车发展迅速,金属空气电池和燃料电池在下一代电动汽车和混合动力汽车中具有的很大的潜力。金属空气电池由于具有较高的理论能量密度和比容量,材料环保、生产成本低廉以及安全性高等优势,吸引了大量的研究人员来研究开发以提高金属空气电池的性能,目的是使金属空气电池能够早日商业化生产应用到人们的日常生活中。因为金属空气电池是由金属电极,电解液和空气电极三部分组成的,所以影响金属空气电池性能的因素也是这三个方面。其中,最关键的技术是设计出高效可工业化生产的空气电极,而空气电极中最主要的是氧还原（ORR）电催化剂。因此,对于金属空气电池的工业化生产以及商业化应用,一方面需要开发研究具有活性高和生产成本低的催化剂,提升空气电池的性能;另一方面有必要开发研究催化剂批量工业化制备的方法。本文主要研究了可充电锌空气电池和铝空气电池的纳米催化剂的设计与制备,做了以下两个工作:（1）开发了在... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属空气电池概述
        1.2.1 金属空气电池的发展
        1.2.2 锌空气电池
        1.2.3 铝空气电池
    1.3 金属空气电池正极催化剂材料的研究进展
    1.4 静电纺丝技术及其在制备催化剂材料上的应用
    1.5 本论文的选题思路和主要研究内容
第二章 实验方法
    2.1 实验药品与仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料表征仪器
第三章 具有多级结构的Fe、Co、N共掺杂的碳纳米纤维的电催化及锌空气电池的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料制备
        3.2.2 测试与表征手段
        3.2.3 锌空气电池的组装和测试
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 FeCo@NC+MOF材料的物理性能表征
        3.3.2 FeCo@NC+MOF材料的电化学性能
        3.3.3 FeCo@NC+MOF组装成锌空气电池的性能研究
    3.4 本章小结
第四章 铝空气电池阴极催化剂的批量制备方法的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料的制备
        4.2.2 电极材料的制备
        4.2.3 催化剂的电化学性能测试
        4.2.4 铝空气电池的组装和测试
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 不同温度和不同金属比例制备的Co-N-C材料
        4.3.2 不同温度和不同金属比例制备的Co-N-C材料的电化学性能表征
        4.3.3 Co-N-C催化剂组装成铝空气电池的性能研究
    4.4 本章小结
第五章 总结
参考文献
致谢
研究成果及已发表的学术论文
作者和导师简介
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书


【参考文献】：
期刊论文
[1]Bifunctional Oxygen Electrocatalyst of Mesoporous Ni/NiO Nanosheets for Flexible Rechargeable Zn–Air Batteries[J]. Peitao Liu,Jiaqi Ran,Baorui Xia,Shibo Xi,Daqiang Gao,John Wang.  Nano-Micro Letters. 2020(05)
[2]可充电锌空气电池的双功能电催化剂（英文）[J]. 郭一博,陈亚楠,崔会娟,周震.  Chinese Journal of Catalysis. 2019(09)
[3]Synthesis of three-dimensionally ordered porous perovskite type LaMnO3 for Al-air battery[J]. Fuwei Xiang,Xiuhua Chen,Jie Yu,Wenhui Ma,Yuping Li,Ni Yang.  Journal of Materials Science & Technology. 2018(09)
[4]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)



本文编号：3149706