锌空气液流电池正极三相反应界面的构筑

发布时间：2024-06-14 19:25

　　可再生能源发电具有不连续、不稳定的特性,为提高可再生能源利用率,急需开发配套的大规模储能技术。锌空气液流电池具有成本低、安全性高、能量密度高、稳定性好等优势,是最具应用前景的大规模储能技术之一。但锌空气液流电池的正极仍面临三相反应界面少,以及高充电电压导致的电极氧化、结构破坏等难题,从而导致电池的能量效率低、稳定性差。为解决这些问题,本论文对锌空气液流电池的正极三相反应界面的进行了设计与构筑,并在电池中评价其应用性能,具体研究内容及成果如下:1.设计并构筑了具有梯度亲/疏水性三相反应界面的氧电极。针对氧还原反应与氧析出反应对三相反应界面亲疏水性要求不同,打破传统氧电极用聚四氟乙烯疏水剂和碳粉构筑气体扩散层,作为氧析出催化层支撑体的弊端,采用亲水性聚乙烯醇修饰气体扩散层,构筑了梯度亲/疏水性三相反应界面。研究表明,用梯度亲疏/水性扩散层可提高氧析出催化层利用率,强化氧气与氢氧根离子在三相反应界面的传递速率。使用设计的氧电极,在50mA cm-2的工作电流密度下,锌空气液流电池的充电电压降低了 190 mV,能量效率提高了 6%,可以稳定运行超过100小时,性能无衰减。2.为进一步提高电池...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－４?（ａ）锌碘单液流电池示意图（ｂ）近年来报道的锌碘单液流电池性能以及与其他液流电??池系统性能的比较［６１］??－－ｅｎ－ｗａｅｒＰｅｒｏｒｍａｎｃｅ?ｏ

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图１－５锌空气液流电池示意图??Ｆｉｇｕｒｅｌ－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｚｉｎｃ?ａｉｒ?ｆｌｏｗ?ｂａｔｔｅｒｙ??

?北京化工大学专业学位硕士研究生学位论文???的变化是受到正极还是负极的影响，这对氧电极在电池系统中应用性能的评价很??有帮助。??Ｃｅｌｌ??一??？???Ａｎｏｄｅ?Ｃａｔｈｏｄｅ??ｒ－＠＞Ｔ—＜Ｓ）￣ｎ??Ｅｌｅｃｔｒｏ?ｆ抑圍??－ｌｙｔｅ?Ｚｎ—Ｚｊ?２＊?０＾ｒ：Ｇ....

图１－８⑻电极上的碳黑－ＰＴＦＥ气体扩散层（ｂ）碳黑－ＰＴＦＥ气体扩散层表面的ＳＥＭ图像［４２］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－８?（ａ）?Ｃａｒｂｏｎ?ｂｌａｃｋ－ＰＴＦＥ?ｇａｓ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｌａｙｅｒ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?（ｂ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｈｅ??ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｂｌａｃｋ－ＰＴＦＥ?ｇａｓ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｌａｙｅｒ??１．３．４导电集流体??

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?北京化工大学专业学位硕士研究生学位论文???ｐｍ，这也与之前ＳＥＭ扫描电镜下观察到的电极结构相一致。??ｍＢ＾＾ｍ??图２－５设计的氧气电极中的Ｆ元素分布??Ｆｉｇｕｒｅ?２－５?Ｆ?ｅｌｅｍｅｎｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｄｅｓｉｇｎｅｄ?ｏｘｙｇｅｎ?ｅｌｅｃｔｒｏ....

本文编号：3994317