Mn-Mo-Ce氧化物阳极在海水中电催化及稳定性能研究

采用阳极电沉积方法在Mn-Mo氧化物阳极基础上,通过向镀液中加入稀土Ce Cl3制备了Mn-Mo-Ce氧化物阳极材料,采用循环伏安、Tafel极化曲线和电化学阻抗谱等电化学方法测试了Mn-Mo-Ce氧化物阳极的电催化性能;采用加速寿命实验及对氧化物阳极表面形貌观察,研究了Mn-Mo-Ce氧化物阳极材料在海水介质中的稳定性能。结果表明:稀土Ce的掺杂在一定程度上细化了Mn-Mo-Ce氧化物的微观结构,镀层结合致密,表面均匀分布有细小胞状物,微裂纹细密且数量较多,使电极表面的活性点数量增多,增大了真实表面积,提高了Mn-Mo-Ce氧化物电极的电催化性能;Mn-Mo-Ce氧化物阳极电解过程以氧化物溶解及剥落为主要破坏形式,Mn-Mo-Ce氧化物电极在海水介质中具有较好的稳定性,加速电解寿命可达1595 h,比Mn-Mo氧化物阳极高约207 h。     

钙钛矿型复合氧化物纳米薄膜的研究进展

钙钛矿型复合氧化物具有丰富和复杂的物性,研究该类薄膜的生长技术及其性能,从而促进其实际应用,具有广阔的商业前景.通过介绍钙钛矿型复合氧化物的结构,讨论该类型纳米氧化物薄膜的各种制备技术特点与存在的问题,并在国内外现有研究的基础上,总结该类型氧化物纳米薄膜在气敏、传导、催化、电磁学等方面的性能及应用,最后对纳米钙钛矿型复合氧化物薄膜的发展前景做了展望.     

先进陶瓷涂层结构调控及其在固体氧化物燃料电池中的应用

等离子喷涂技术可以对陶瓷涂层的微观结构进行调控设计,因此在制备固体氧化物燃料电池方面具有独特的优势。基于等离子喷涂方法,可以直接制备或经过后处理获得致密的电解质涂层。采用等离子喷涂技术也可以制备高性能的多孔阳极和阴极,并可对钙钛矿结构阴极材料的成分和晶体结构进行调控。文中介绍了目前国内外采用涂层制备电池的方法,主要探讨了热喷涂方法制备电解质涂层的特点,对存在的问题和可行思路进行了讨论,并探讨了基于提高三相反应界面长度来制备高性能电极的方法。由于固体氧化物燃料全电池各功能层都有可能通过热喷涂方法制备,因此该方法在固体氧化物燃料电池结构设计具有巨大的潜力。     

固体氧化物燃料电池阴极材料第一性原理研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)具有能量转换效率高和燃料适应性广等突出优势,被认为是未来最有前景的清洁能源技术之一。目前SOFC研究热点是降低工作温度到500～800℃中低温区,以降低运行成本、增加可靠性,进而加速SOFC的商业化进程。阴极作为SOFC的重要组元,合理的设计和优化中低温下对氧还原反应具有较高催化活性的阴极材料至关重要。具有钙钛矿结构或由钙钛矿结构衍生出的层状结构的电子-离子混合导电型（MIECs）氧化物是目前研究最多的SOFC阴极材料。第一性原理可以弥补实验方面信息的缺失,能够提供电子结构、几何参数、吸附能及过渡态等相关信息,可以为合理设计和开发高性能的新型SOFC阴极材料提供科学依据和理论指导。本文通过对钙钛矿阴极氧空位的形成及迁移,氧分子在阴极（包括贵金属引入）表面上的吸附、解离、扩散过程及其规律进行了综述并总结了我们前期的研究成果,最后针对当前研究存在的问题及今后钙钛矿阴极的计算模拟研究方向进行了总结与展望。     

SOEC多层复合阳极的制备及性能研究

采用共沉淀-共沸蒸馏法合成锶掺杂的锰酸镧(LSM)粉体,在此基础上制备了LSM与钇稳定的氧化锆(YSZ)的复合材料,并研究了该材料应用于固体氧化物电解池(SOEC)阳极的性能.通过XRD、TEM、SEM等手段分析了该材料的化学稳定性及微观结构.通过动电位扫描以及电化学阻抗谱(EIS)研究了该阳极材料的电化学性能.TEM分析显示共沉淀-共沸蒸馏法在减小粉体粒径方面要优于传统的共沉淀方法.SEM结果显示经过1200 ℃,2 h的烧结后,复合阳极与电解质结合紧密,阳极材料内部孔隙均匀,YSZ与LSM两相各自形成连通的网络结构.对不同组成和不同结构的阳极复合材料的电化学性能进行了测试,结果显示多层的阳极结构增加了三相界面(TPB)的长度.     

负热膨胀反钙钛矿锰氮化合物的研究综述

反钙钛矿结构锰氮化合物是近年发展起来的一类具有各向同性、负热膨胀系数及负热膨胀温度区间可调、金属性能及力学性能优良的新型负热膨胀材料,展现出重要的应用潜力.本文从负热膨胀材料的发展历史、化合物体系、制备方法、负热膨胀性能影响因素及微观机理等方面,阐述了反钙钛矿结构锰氮化合物负热膨胀材料的研究现状及最新发展动态,并对其发展前景进行了分析和展望.     

钙钛矿光催化性影响因素的探讨

综述了钙钛矿(ABO3)型复合氧化物光催化性能方面的研究工作,并从其光催化机理出发,综述了各种影响光催化材料活性的潜在因素,评述了结构以及掺杂等因素影响光催化活性的机理,最后展望了未来钙钛矿型光催化材料的研究发展方向。     

钐掺杂钛酸锶阳极催化材料的制备及其性能

采用凝胶浇注法制得了Sr1-1.5xSmxTiO3(x=0.08)复合氧化物粉体,考察了Sm掺杂量、凝胶煅烧温度等对产物相组成、烧结性能及电导率等的影响.实验结果表明:干凝胶在1400℃煅烧形成了具有单一钙钛矿结构的Sr1-1.5xSmxTiO3复合氧化物粉体.烧结温度对Sr1-1.5xSmxTiO3材料的烧结致密化有明显的影响.Sm的掺入,可以明显提高SrTiO3材料的电导率.在500～850℃内,Sr1-1.5xSmxTiO3烧结体的电导率随测试温度的升高而降低.掺入4mol%Sm的烧结体在800℃下的电导率为28.8 S·cm-1.     

SOEC阴极材料Sr_2FeMoO_(6-δ)的微观结构和性能

选用双钙钛矿结构Sr_2FeMoO6-δ作为固体氧化物电解池的阴极材料,经过压制成型和烧结制备成阴极。利用阿基米德法测定了阴极的孔隙率,结合扫描电子显微镜研究造孔剂的用量对阴极孔隙结构的影响。利用热分析仪测定了不同孔隙结构的阴极受热后热膨胀情况和热膨胀系数,研究其与电解质的热膨胀系数匹配情况。最后利用电化学工作站测试了阴极材料的电化学性能。实验结果表明,双钙钛矿结构Sr2Fe Mo O6-δ有较好地电化学性能以及与电解质LSGM热膨胀系数匹配,有望成为固体氧化物电解池阴极的理想候选材料。     

LSGM固体电解质薄膜制备的研究进展

Sr和Mg掺杂的稀土钙钛矿型氧化物LaGaO3(LSGM)是具有广泛应用前景的固体电解质材料.本文综述了LSGM薄膜制备的主要方法,讨论了各种方法的优缺点,最后对LSGM薄膜制备方法的进一步研究方向进行了展望.     

Electrochemical properties of novel calcium stannate anode for lithium ion batteries

1 INTRODUCTIONThe reversible alloying and dealloying proper-ties of Sn with Li have gained wide spread interestdue to its potentiality to use as anode material inLi-ion batteries[1 8]. The searchfor Sn-based mate-rials gained momentum after the report of nearly600 mA·h·g-1reversible capacity observed inamorphous Sn-based composite oxides (ATCO)[1].By in situ X-ray diffraction, Courtney et al[2 ,3]showed that the reversible Li-Sn alloy formationisresponsible for the observed reversi…     

制钛过程中阴极钙钛矿的形成与阳极溢出气体间的关系

采用FFC剑桥工艺在熔融CaCl₂中电解二氧化钛时,钙钛矿是阴极上不可避免形成的相。本文研究了在制备钛的过程中,阴极钙钛矿的形成与阳极释放气体的关系。结果表明,阴极上相的形成主要有三个阶段,包括钙钛矿的形成、钙钛矿的脱氧及钛的低价氧化物脱氧为TiO、和TiO到Ti的脱氧。尽管分解电压低于CaCl₂,但阴极形成的钙钛矿与从阳极释放的气体密切相关。由于短时间内钙钛矿的形成造成过电压,因而阳极释放出氯气,氯气的量取决于TiO₂和电解过程中产生的不同低价钛的量。当钛的低价氧化物介于Ti₃O₅和TiO₂之间时,在第一脱氧阶段TiO₂和氯的质量比为9：2到46：2。在氯气释放的过程中阳极没有明显的消耗。钙钛矿的形成和Ti₂O的脱氧是在熔融CaCl₂中电解制备钛的主要限制性环节。从TiO₂到Ti的总电流效率是24.07％。目前第一阶段的电流效率在22.37％~44.74％之间,第二阶段在30.18％~37.72％之间。     

铌基氧化物锂离子电容器负极材料研究进展

在现有的各类锂离子电容器(LICs)负极材料中,铌基氧化物被认为是很有前景的电极材料。本文以Nb_2O_5、M-Nb-O(M=Ti, Cr, Ga, Fe, Zr, Mg, Li, Na, K等)和(H, Li, K)-Ti-Nb-O等负极材料为例,介绍了铌基氧化物作为锂离子电容器负极材料的优势、储锂机制和常见的合成方法,并提出了该材料目前存在的问题和相应的解决方案,以促进其在新兴储能器件领域的进一步推广和发展。     

锂离子电池硅基负极材料研究进展

本文主要介绍近年来硅及含硅材料作为锂离子电池负极材料的研究进展，包括硅单质、硅的氧化物以及硅的金属化合物和其它硅基多元化合物；分析了硅基材料作为锂离子电池负极材料存在的问题；阐述了硅基材料作为锂离子电池负极材料的研究前景。     

Research progress in electron transport layer in perovskite solar cells

Since perovskite solar cells appeared in 2009, its simple preparation process, high photoelectric conversion efficiency and the characteristic of low cost in preparation process let it become the hot spot of both at-home and abroad. Owing to the constant efforts of scientists, the conversion efficiency of perovskite solar cells is more than 20% now. Perovskite solar cells are mainly composed of conductive glass, electron transport layer and hole transport layer, perovskite layer and electrode parts. This paper will briefly introduce the working principle and working process about the electron transport layer of perovskite solar cells. The paper focuses on aspects such as material types(e.g., inorganic electron transport materials, organic small molecule electron transport materials, surface modified electron transport materials and doped electron transport materials), preparation technology of electron transport layer, the effects of electron transport layer on the photovoltaic performance of the devices, and the electron transport layer in the future research.     

阳极导电材料对铁钨锡合金粉电解铁的影响

研究阳极导电材料碳素钢、316L不锈钢、铅钙合金、石墨、钛涂钌板、钛板和铜板在硫酸盐和氯盐体系中对铁钨锡合金粉电解铁的影响。结果表明:电解24 h,上述阳极导电材料在氯盐中的阴极电流效率为90%、90%、66%、66%、54%、49%、33%,在硫酸盐中的阴极电流效率为90%、87%、82%、81%、73%、68%、54%。槽电压均逐渐升高,在氯盐体系中,石墨、铅钙合金、钛涂钌板和钛板作阳极导电材料时,电解液pH逐渐降低;碳素钢、316L不锈钢和铜板作阳极导电材料时,电解液pH逐渐升高。在硫酸盐体系中,铜板和碳素钢作阳极导电材料时,电解液pH基本不变;316L不锈钢作阳极导电材料时,pH逐渐升高;铅钙合金、石墨和钛板作阳极导电材料时,pH先升高后降低。基于槽电压、阴极电流效率,选择适宜的电解体系为硫酸盐体系,该体系中适宜的阳极导电材料为铅钙合金。     

锂离子电池用石墨负极材料改性研究进展

石墨是目前商业化锂离子电池应用最广的负极材料,日益增长的市场需求对石墨负极材料的储锂性能提出了更高的要求。概述了锂离子电池的工作原理和石墨嵌锂机制,针对石墨负极材料理论比容量(372 mA.h/g)较低和电解液兼容性较差等问题,总结了近年来石墨负极材料的改性手段,主要分为表面改性和结构调控等2类,其中表面改性技术包括氧化和卤化处理,特点是通过调控界面化学性质,可增强石墨结构的稳定性,促进稳定SEI膜的形成,但对于石墨储锂容量的提升非常有限;结构调控包括剥层法和缺陷构筑法,特点是通过扩大石墨层间距、降低石墨维度及在石墨结构上构筑缺陷,从而增加锂离子的活性位点,提供更多锂离子扩散通道,缓解循环过程中的体积变化,改善石墨与电解液的相容性,显著提升石墨的储锂性能。最后对石墨负极材料的未来发展趋势进行了展望。     

Recent progress in organic hole-transporting materials with 4-anisylamino-based end caps for efficient perovskite solar cells

Perovskite solar cells(PVSCs) have emerged as a promising photovoltaic technology and have attracted wide research interest due to their outstanding photovoltaic performance, low cost, and the ability to fabricate largearea devices. An impressive certified power conversion efficiency(PCE) of 25.2% has been achieved, demonstrating the excellent potential of PVSCs for future applications. Hole-transporting materials play a key role in improving the device performance of PVSCs by facilitating the extraction of photogenerated holes and their transport from the perovskite layer to the anode. This review provides a brief introduction to PVSCs and summarizes the recent progress in small molecule hole-transporting materials(SM-HTMs) bearing various cores and different4-anisylamino-based end caps. We classify the end caps into N,N-di-4-anisylamino(DAA), 4-(N,N-di-4-anisylamino)benzo(DAB), and N3, N6(or N2, N7)-bis(di-4-anisylamino)-9 H-carbazole(3,6-DAC or 2,7-DAC) groups.We also review the core type, end cap position and number,how these affect the overall properties of the SM-HTMs,and the resultant PVSC device performances. Finally, the challenges and perspectives for the future development of SM-HTMs are presented.     

A Review of Metal Silicides for Lithium-Ion Battery Anode Application

Lithium batteries(LIBs) with low capacity graphite anode(～372 mAh g~(-1)) cannot meet the ever-growing demand for new energy electric vehicles and renewable energy storage.It is essential to replace graphite anode with higher capacity anode materials for high-energy density LIBs.Silicon(Si) is well known to be a possible alternative for graphite anode due to its highest capacity(～4200 mAh g~(-1)).Unfortunately,large volume change during lithiation and delithiation has prevented the Si anode from being commercialized.Metal silicides are a promising type of anode materials which can improve cycling stability via the accommodation of volume change by dispersing Si in the metal inactive/active matrix,while maintain greater capacity than graphite.Here,we present a classification of Si alloying with metals in periodic table of elements,review the available literature on metal silicide anodes to outline the progress in improving and understanding the electrochemical performance of various metal silicides,analyze the challenges that remain in using metal silicides,and offer perspectives regarding their future research and development as anode materials for commercial LIBs application.