碳布基柔性自支撑电极的制备及其电化学特性

发布时间：2022-02-18 15:08

　　近年来,随着全球经济快速发展,人类对能源的需求量急剧增加,化石燃料等传统能源的大量使用导致了严重的环境问题。因此,一方面急需开发新能源来降低对化石能源的依赖度。目前,氨由于其液化温度高,安全性能好以及可以用可再生能源制备等优点,被视为一种新型的绿色能源而广受关注。另一方面,也急需开发新型的能源利用方式,例如新型的能量转换器件,超级电容器。超级电容器因具有充放电时间短、寿命长等优点而备受瞩目。本论文围绕合成氨中存在的问题以及超级电容器性能改善的问题,提出了相应的解决思路。对于合成氨,工业上主要用哈伯法,但其方法效率低,能耗高,且利用的是化石能源,相反,电化学合成氨由于其能耗低,且可利用可再生能源（如风、电等）来实现产氨,从而成为研究热点。但是电化学合成氨涉及到电化学还原氮气过程,为动力学慢反应,因此需要开发高性能的电极材料用于氮气还原反应。本论文第一部分以碳布为基底,且通过浸渍和煅烧的方法将活性材料Mo的前驱体直接负载在碳布上,氢气还原后成功制备得到超微的Mo纳米颗粒。为观察超微Mo纳米颗粒的形成原理,论文采用原位TEM技术研究Mo前驱体在碳布载体上的还原过程,原位观察到活性组分由大颗粒... 

【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 电催化合成氨的研究
        1.2.1 电催化合成氨的发展过程
        1.2.2 电催化合成氨的工作原理及其分类
    1.3 超级电容器的研究
        1.3.1 超级电容器的概述
        1.3.2 超级电容器的机理及其分类
    1.4 自支撑电极材料的研究及发展
        1.4.1 在电化学合成氨中的应用
        1.4.2 在超级电容器中的应用
    1.5 本文的研究思路和主要内容
2 Mo/碳布复合材料在NRR反应中的应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品和试剂
        2.2.2 商业碳布的处理
        2.2.3 材料的制备
        2.2.4 材料的表征
        2.2.5 电化学测试
        2.2.6 密度泛函理论计算(DFT)
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 复合材料的表征结果
        2.3.2 形成机理的探究
        2.3.3 Mo-500℃-8h/CC@CN的性能测试
    2.4 本章小结
3 LC-WO_3/碳布复合材料在柔性超级电容器中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.0 实验试剂和仪器
        3.2.1 商业碳布的处理(TCC)
        3.2.2 WO_3粉末样及其WO_3/碳布复合材料的制备
        3.2.3 固态电解质的制备
        3.2.4 柔性固态不对称电容器的组装
        3.2.5 材料的表征及性能测试
        3.2.6 用于超级电容器性能计算的公式
    3.3 实验结果和讨论
        3.3.1 HC-WO_3和LC-WO_3的表征结果
        3.3.2 HC-WO_3和LC-WO_3的性能测试
        3.3.3 HC-WO_3和LC-WO_3的动力学分析
        3.3.4 MC-WO_3的表征以及电化学性能
        3.3.5 柔性固态电容器的性能测试
    3.4 本章小结
4 总结和展望
    4.1 总结
    4.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的主要科研成果



本文编号：3631055