多维度复合碳基电极设计制备及在钒液流电池的应用研究

发布时间：2022-12-18 08:13

　　自工业革命以来,全球能源消耗逐年增长,因此如何建设现代能源体系,优化能源供给结构;构建现代能源储运网络,积极构建智慧能源系统成为了十三五规划纲要中的要领。针对一次能源中可再生性能源,诸如风能、水能、地热能和太阳能等在直接利用上均存在着时间和空间上的限制等问题,而全钒液流电池储能系统作为一个大型的电化学储能器件是能够和一次能源发电系统在不同的时间和空间尺度上积极相呼应,从而可以达到降低电网调峰压力,稳定电能质量,降低电网运行成本等目的,达到利民利国的效果。钒液流电池中能源转换的场地—电极对储能系统的转换效率,运行寿命起着关键作用,因此对于提升电极的催化效果,增强电极的循环寿命是推动液流电池进一步发展和实现液流电池商业化不可或缺的一部分。本硕士论文从不同维度碳基材料的制备及其对钒氧化还原电对的催化作用出发,开发了两种钒液流电池电极,其主要内容如下（1）磷氮共掺杂的二维石墨烯包覆石墨毡电极通过一锅法将同时磷酸二氢铵与氧化石墨烯同待修饰的石墨毡材料进行水热反应,随后进行高温碳化过程,合成了磷氮共掺杂的二维石墨烯包覆石墨毡电极。通过扫描电镜验证了石墨烯包覆在石墨毡纤维表面和所设计的实验是相符合的... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 储能技术研究背景
    1.2 全钒液流电池工作基本原理及发展现状
        1.2.1 全钒液流电池工作基本原理
        1.2.2 全钒液流电池储能系统发展现状
        1.2.3 全钒液流电池核心材料介绍
    1.3 全钒液流电池电极研究进展
        1.3.1 基于电极自身材料修饰
        1.3.2 引入不同维度的材料修饰电极
    1.4 本课题的研究意义和研究内容
        1.4.1 课题的研究意义
        1.4.2 课题的研究内容
第二章 实验仪器测试基本原理及方法
    2.1 实验药品和实验设备
    2.2 材料结构与形貌表征
    2.3 电极材料的电化学性能测试
第三章 磷氮共掺杂的二维石墨烯包覆石墨毡电极
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器和使用试剂
        3.2.2 材料合成实验步骤
        3.2.3 GF@PN-C和0-GF电极材料物理化学性质表征分析方法
        3.2.4 GF@PN-C和0-GF电极材料电化学性质表征分析方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 电极表观形貌测试结果
        3.3.2 电极电化学测试结果
    3.4 本章小结
第四章 三维富氮碳膜桥接石墨毡电极导电骨架制备高性能钒液流电池电极
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验仪器和使用试剂
        4.2.2 材料合成实验步骤
        4.2.3 GF@N-C和 GF-0 电极材料物理化学性质表征分析方法
        4.2.4 GF@N-C和 GF-0 电极材料电化学性质表征分析方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 电极表观形貌测试结果
        4.3.2 材料电化学测试结果与讨论
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
作者简历
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]液流电池技术的最新进展[J]. 谢聪鑫,郑琼,李先锋,张华民.  储能科学与技术. 2017(05)

博士论文
[1]大规模储能与风力发电协调优化运行研究[D]. 张熙.山东大学 2016
[2]全钒电池关键材料和能量效率的研究[D]. 吴雄伟.中南大学 2011

硕士论文
[1]全钒液流电池高性能石墨毡电极研究[D]. 刘俞辰.武汉科技大学 2018
[2]全钒液流电池用聚丙烯膜的改性及理论研究[D]. 刘再春.湖南农业大学 2017



本文编号：3721702