锌空气电池准中性电解液的研究

研究了锌空气电池中性、准中性电解液的主要成分,采用线性扫描伏安法考察了NH4Cl、ZnCl2、KCl及它们的混合溶液对锌电极电化学性能的影响,并组装电池恒流放电测试。结果表明,对于低电流密度放电要求的准中性锌空气电池采用NH4Cl作为主体电解质的锌电极性能相对较好;在NH4Cl溶液中添加KCl,有利于改善溶液导电性,提高放电电压和延长放电时间。最佳溶液配比为4 mol/L NH4Cl＋2 mol/L KCl。     

应用于氧化还原电池的Fe~(3+)/Fe~(2+)电解液研究

以Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)为正极电解液的氧化还原电池,用循环伏安、交流阻抗、充放电等方法研究了在硫酸体系中的电化学行为。结果显示,Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)反应是准可逆过程,当硫酸的浓度为0.50 mol/L时,峰电流最大,Fe(Ⅱ)扩散系数Dc为2.276×10-6cm2/s;在0.37 V下的电化学极化阻抗为2.238Ω/cm2;与锌溶液组成电池,在20 mA/cm2进行循环充放电,充电电压在1.65~1.72 V,放电电压在1.11~1.25 V,电流效率为80%~97%,电压效率为65%~75%,能持续稳定循环110次。     

Co、Mn、Ni纳米粒的制备及其对联氨的催化氧化性能研究

采用浸渍-液相还原法,分别制备了纳米Co、Ni、Mn催化剂,以泡沫镍为集电体,以不同材料作为载体制备电极。采用极化曲线测试了不同催化剂对联氨氧化的催化性能。结果表明,Co和Ni对联氨氧化有明显的催化效果,而Mn基本没有催化效果,Co和Ni相比较,在-0.8 V电位下,Co的电流密度为175 mA/cm2,Ni的达到250 mA/cm2,可见Ni对联氨的氧化反应有较好的催化作用。同时,Vulcan XC-72作为催化剂载体更有助于提高催化剂性能。     

应用于氧化还原电池正极的Fe2+/Fe3+胶体电解质研究

设计了一种新的Zn-Fe氧化还原胶体电池。研究了胶凝剂气相SiO2含量对胶体电解质特性的影响。SiO2含量愈高,电解质愈粘稠,电导率愈低。采用循环伏安法研究了Fe3+/Fe2+电对在胶体电解质中的电化学行为。结果表明,该体系中Fe3+/Fe2+在Pt电极上的电极反应属于准可逆过程。计算得到Fe3+的扩散系数为2.29×10-6 cm2/s。组装的Zn/Fe胶体电池具有较好的循环性能,其平均库仑效率达94.83%,平均能量效率为44.61%。     

硬脂酸钙对二次锌电极性能的研究

向锌电极中加入硬脂酸钙,在电池循环1次、40次、120次后,采用极化曲线、交流阻抗研究了硬脂酸钙对二次锌电极电化学性能的影响。实验表明,添加硬脂酸钙后,电池的放电容量降低至最高容量的90%时,循环次数由190次增加到了300次;循环120次后,添加硬脂酸钙的锌电极在0.1 V的电位下,电流为0.224 A,而空白锌电极的电流为0.042 A。交流阻抗测试表明,硬脂酸钙的加入,可以延缓锌电极的钝化,维持了锌电极的电化学活性。     

酸性锌空电池中锌在钛电极上沉积与溶出研究

为研究开发酸性电解质可充式二次锌空电池,实验研究了以钛板为基体的锌电极,通过线性扫描曲线、SEM、金相、以及充电等方法来测试其性能,考察酸度、电流密度对锌沉积性能的影响程度,探索在酸性环境下最佳的溶液配比和最适宜的电流密度。在常温、酸浓度为1.0 mol/L,沉积锌适宜的电流密度为50～60 mA/cm2,沉积在钛板上锌的槽电压平台为3.0～3.1 V,沉积上的锌均匀致密,没有明显的枝晶和变形问题;六次循环沉积溶出实验后,电流效率高于85%,说明钛板是可行的新型可充式酸性锌空电池的锌载体材料。     

Co-PTh-C复合电极对Ce(Ⅲ)/Ce(Ⅳ)的电化学性能研究

对以Ce3+/Ce4+为正极,Zn/Zn2+为负极组装氧化还原电池进行了初步研究。发现以Co-PTh-C复合电极作电极材料的循环次数达到12次,石墨毡电极循环次数仅2次。为此以不同电极材料,对Ce3+/Ce4+的电化学行为进行了研究。研究结果表明,在同一电极电位下,以Co-PTh-C复合电极作电极材料的电流密度要比石墨毡电极大,Ce3+/Ce4+还原反应为CE型准可逆反应。     

应用于氧化还原电池正极的VO(CH_3SO_3)_2电解液

以甲基磺酸为溶剂,制备了用于氧化还原电池正极的钒电解液,并对不同自由酸浓度的电解液进行了电导率、粘度和热稳定性、电化学性能测试。结果表明,当CH3SO3H的浓度为2 mol/L时,电解液的导电性最好;随着CH3SO3H浓度的升高,电解液的粘度逐渐增大,钒离子的扩散系数逐渐降低。当自由酸的浓度为4 mol/L时,电解液具有良好的稳定性,电极过程的可逆性最好。以2 mol/L VO(CH3SO3)2+4 mol/L CH3SO3H为正极电解液组装的锌钒电池,充电以后的开路电压达1.96 V,前10个循环的放电平均中值电压为1.61 V,平均电流效率为96.12%,能量效率为74.03%。     

锌溴液流电池技术研究

锌溴液流电池比能量和比功率高,在深度放电条件下,循环工作性能优于传统的铅酸电池,这使得它成为最具吸引力的贮能技术之一.概述了锌溴液流电池的研究历史、现状及一些技术问题.     

Cerium-zinc redox flow battery: Positive half-cell electrolyte studies

Experimental work was performed to evaluate the Ce3+/Ce4+ redox couple in methane sulfonic acid (MSA) electrolyte for use in redox flow battery (RFB) technology. The electrochemical behaviour of the Ce3+/Ce4+ in MSA media was investigated using cyclic voltammetry, linear sweep voltammetry, chronoamperometry and rotating disc electrode. The standard rate constant of the Ce3+/Ce4+ redox reaction on graphite electrode in MSA was 4.06×10-4 cm/s. The diffusion coefficient of Ce3+ in MSA was 5.87-6.15×10?6 cm2/s, and was 2.56-2.68×10?6 cm2/s for Ce4+. The energy efficiency of a cerium-zinc test cell was 74.8%. The high stability of cerium salts in MSA media and relatively fast redox kinetics of the Ce3+/Ce4+ redox reaction at graphite ectrode indicated that the Ce3+/Ce4+ might be well suited for use in RFB technology.