镍锌超级电池的研究

通过在镍锌电池锌负极掺杂不同比例的活性炭制备了新的电极,该电极制备的电池既具备电池性能又具备电容性能.通过电化学性能测试得出电池的容量在25 mAh.普通镍锌电池和镍锌超级电池在四种不同倍率下进行充放电测试,普通镍锌电池在高倍率下充放电能量效率较低,而镍锌超级电池可在高倍率下充放电,镍锌超级电池掺C 20％循环寿命最长.     

Ag掺杂CuCo_2O_4的制备及其超级电容器性能

采用溶胶-凝胶法制备尖晶石型CuCo_2O_4和Ag掺杂CuCo_2O_4超级电容器电极材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品形貌和结构进行了表征.采用循环伏安、恒流充放电、循环寿命对其电化学性能进行了测试.结果表明,在1 A/g电流密度下,CuCo_2O_4和Ag(9%)掺杂CuCo_2O_4电极材料的比电容值分别达到了261.7和277.8 F/g,经过1 000次循环后,Ag(9%)掺杂CuCo_2O_4仍具有良好的容量保持率,比容量仍保持为初始值的89%.     

氧化锰及炭/氧化锰复合材料的电化学电容性能

以Mn(Ac)2为锰源,以K2S2O8为氧化剂,采用液相氧化法制备了氧化锰材料和炭/氧化锰复合材料.采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电方法对两种电极材料的电化学电容性能进了表征.结果表明:由于炭的担载,复合材料的电化学电容性能优于纯氧化锰.氧化锰对称型电容器的比电容要远远低于炭/氧化锰的比电容,后者是前者的7～12倍....     

质子交换膜燃料电池的性能

以铂黑为电催化剂、Nafion117为电解质制备了膜&电极组件,分析了电极结构、电池结构和操作条件对质子交换膜燃料电池性能的影响.结果表明:催化层内的聚四氟乙烯(PTFE)和质子导体Nafion的含量都有一最佳值范围,过少不能提供足够的反应界面、气体通道和质子通道;过多则增大气体和质子传递阻力.提高温度和压力将改善电池内电化学反应和传质.良好的电池结构将有利于电池排水和减小接触电阻.     

镧掺杂对Ti/IrO2+SiO2阳极电催化性能的影响

为了提高钛基铱系涂层电极的稳定性及析氧催化活性,采用热分解法在450℃煅烧条件下制备了不同镧(La)含量的Ti/IrO_2+SiO_2+La_2O_3氧化物电极,采用扫描电镜(SEM)对电极的微观结构进行了表征,并通过循环伏安曲线(CV)、析氧极化曲线(LSV)及交流阻抗谱(EIS)等电化学测试手段分析其电化学性能,最后测试了电极的加速寿命(ALT).结果表明:适量的La添加可使涂层表面裂纹减少,晶粒细化,电催化活性点位增多,从而使电极表观电催化活性提高;不掺杂或者过多掺杂均会影响电极的性能.当La含量为20%时,阳极的电催化活性最大,析氧电位最低,为1.196 V,电催化性能达到最佳.掺杂量为30%时,电极拥有最长加速寿命.     

氧化锰及炭/氧化锰复合材料的电化学电容性能

以Mn（Ac）2为锰源,以K2S2O8为氧化剂,采用液相氧化法制备了氧化锰材料和炭/氧化锰复合材料.采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电方法对两种电极材料的电化学电容性能进了表征.结果表明：由于炭的担载,复合材料的电化学电容性能优于纯氧化锰.氧化锰对称型电容器的比电容要远远低于炭/氧化锰的比电容,后者是前者的7~12倍.而氧化锰对称型电容器的内阻要远远高于炭/氧化锰的内阻,前者是后者的4.4~4.5倍.     

Cr/Na-ZSM-5催化剂的制备及表征

以Cr（NO3）3为Cr源,Na/ZSM-5为载体,采用浸渍法制备了一系列Cr基催化剂（Cr的质量分数分别为0%,2.5%,5%,7.5%,10%）,分别在873 K和1 073 K下焙烧.采用FT-IR、XRD、BET和SEM等测试手段对产物的结构进行了表征.在自主微型固定反应器上,采用CO2-TPD和H2-TPR反应考察了催化剂的性能.结果表明：活性组分Cr2O3均匀的分散在Na/ZSM-5载体的表面,并且对催化剂的酸碱性和还原性有一定的影响.焙烧温度的不同对催化剂有很大影响,在873 K下焙烧的催化剂具有较好的结构和形貌,而在1073 K焙烧的催化剂出现塌陷现象.     

直接甲醇燃料电池的单电池实验测试及性能优化

以新型阻醇材料Na2Ti3O7/Nafion复合膜为质子交换膜,利用热压法制备膜电极（MEA）,对直接甲醇单电池进行测试.考察了电池温度、阴极加湿温度、甲醇浓度、甲醇流速和空气流速5个参数对直接甲醇燃料电池极化曲线性能的影响.实验结果表明,电池温度对电池性能的影响较为明显,提高电池温度有利于得到较好的电池性能.甲醇浓度对电池性能影响也比较明显,较低甲醇浓度有利于提高电池性能.甲醇流速和空气流速对电池性能的影响较小,阴极加湿温度对电池性能几乎没有影响.通过分析优化,该直接甲醇燃料电池的电池性能最佳工作条件是在80℃情况下,低电流密度工作区采用较低浓度甲醇溶液,高电流密度工作区采用高浓度甲醇溶液.     

直接乙醇燃料电池阳极催化剂Pt-Rh-SnO2/C的制备与表征

用交替微波法制备了SnO2/C复合材料,以该材料为载体制备了不同Pt∶Rh比例的Pt-Rh-SnO2/C催化剂,应用透射电镜（TEM）及X射线衍射（XRD）方法对所制备催化剂的微观结构进行了表征,通过循环伏安法和计时电流法测试了催化剂对乙醇的催化氧化性能.结果表明,微波辅助多元醇法利用SnO2/C作为催化剂载体可以制备具有良好分散度的Pt-Rh-SnO2/C催化剂,不同比例的Pt-Rh-SnO2/C催化剂金属粒子的平均粒径都小于4nm,且粒径分布较窄;该系列催化剂中Pt具有面心立方结构,随着Pt含量不断增加,粒径逐渐增加.当Pt∶Rh比例为3∶1时,对乙醇的催化氧化具有最好的稳定性和活性.     

导电剂对锂离子电池负极材料钛酸锂电化学性能的影响

研究了乙炔黑、碳纤维和两者的混合物这3种导电剂及用量对锂离子电池负极材料钛酸锂大电流充放电性能的影响.结果表明：导电剂的种类对电极的电化学性能影响较大.粒状乙炔黑表面积丰富但不利于导电网络的形成,电极的极化严重;线性导电剂碳纤维具有较好的导电性和较高的长径比,但与活性物质接触面积小;线性导电剂碳纤维与粒状导电剂乙炔黑相配合,在电极中不但能够形成良好的导电网络,还与活性物质具有较大接触面积,减轻了电极的极化,提高了锂离子二次电池的大电流充放电性能.