铝空气电池关键技术研究进展

金属空气电池也称金属燃料电池,是一种将金属的化学能直接转化为电能的装置。金属铝在地壳中储量丰富且具有较高的理论体积比能量,因此铝空气电池成为近年来关注的热点,然而金属铝在碱性电解液中的析氢问题一直是阻碍铝空气电池发展的主要因素。本文综述了铝空气电池关键技术的研究进展,包括铝合金阳极、铝腐蚀抑制剂、空气电极结构、电解质、催化剂等方面。使用含Sn、Ga、In等元素的铝合金阳极,将金属铝加工成超细晶材质,在电解质溶液中添加铝腐蚀抑制剂均可在一定程度上提高铝电极效率。铝空气电池已经在诸多领域实现应用,随着研究的继续深入,铝空气电池在能源行业将拥有广阔的应用前景。     

铝空气电池的研发与应用思考

介绍了铝空气电池的相对优势和其工作原理,着重阐述了铝空气电池的阳极材料、电解质、阴极材料的国内外研究现状,并举例说明了铝空气电池在军事装备、交通运输、移动电站及通讯方面的应用现状。对铝空气电池的研发与应用进行了浅析与展望。     

铝空气电池阳极材料的研制

本文以高纯铝为基体,掺杂锌、铟、锡、镁、铋制成铝合金阳极材料,然后通过放电测试筛选出放电性最好的Al-5Zn-0.02In-2Mg-0.1Sn-0.1Bi合金,对超纯铝和Al-5Zn-0.02In-2Mg-0.1Sn-0.1Bi合金进行性能测试。分析结果表明:本文中所研制的Al-5Zn-0.02In-2Mg-0.1Sn-0.1Bi合金的铝合金相较于超纯铝具有更好的电化学性能和低放电腐蚀,更适合作为铝空气电池的阳极。     

薄膜铝空气电池阴极的制备

将MnO_2、纳米TiO_2分别与La_2O_3、SrO、CeO_2按一定的质量比例混合组成复合催化剂。由复合催化剂所制空气阴极与铝阳极、KOH-聚丙烯酸凝胶电解质组装成薄膜铝空气电池。通过恒流放电测试电池性能,确定催化剂的性能和最佳组成。结果表明,MnO_2复合催化剂性能优于纳米TiO_2复合催化剂。最佳MnO_2复合催化剂为MnO_2-La_2O_3-SrO(5∶4∶2)。由其所制电池在放电电流60 mA时的容量密度与能量密度均最大,分别为1008.73 Ah/kg,1572.05 Wh/kg。     

锂—空气电池研究取得进展

<正>中科院长春应化所研究人员日前在锂—空气电池研究方面取得系列进展,并首次设计和开发出可实际应用、拥有自主知识产权的锂—空气二次电池电池组。     

锌-空气电池的研究现状及发展前景

锌-空气电池,是以金属锌和空气构成的一种具有比能量高、内能大、放电曲线平稳等诸多优点而备受人们关注,是一种节能、环保的一种电池。本文对锌-空气电池的工作原理、优缺点、及其未来发展前景作了简要综述。     

铝-空气电池阴极催化剂的研究进展

铝-空气电池是一种高容量密度的金属空气电池,其以低成本,高回收和无污染等特点而成为近年来关注的热点,也是发展绿色清洁能源的重要产业方向,但由于铝空气电池大规模开发的一些技术和科学问题尚未得到解决,从而严重制约了铝-空气电池的产业化进程。简要介绍了空气阴极的反应机理及其用于氧还原反应的电催化材料,包括贵金属催化剂,非贵金属催化剂和含碳材料等,并进一步对阴极催化剂未来研究的方向进行了分析和展望。     

铝——空气电池的开发与进展

电动车早在20世纪初就出现了,但用它来代替现有的汽车仍是一个努力的目标。近八十年来,主要是要解决电池的重量、寿命和费用等问题。以现有的经过改进的铅酸电池为例,它的比能(Specific energy)为30瓦·时/公斤,用来驱动一辆微型汽车(重1362公斤),该车在标准公路上行驶需动力0.18瓩/吨公里(车速32公里/时),以行驶80公里计,就需携带654公斤重的蓄电池(80×1.362×0.18×1000/30=653.8)。占该车重量的48％。以目前卫     

铝-空气电池废电解液制备片状氧化铝的研究

以铝-空气电池废电解液为原材料,用硫酸铝调节pH值,用硫酸钾作为熔盐制备片状氧化铝(α-Al₂O₃),研究了合成温度、晶种添加量对α-Al₂O₃粉体体积分数、粒度大小及粒度分布的影响规律。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和激光粒度仪等,对加入不同晶种量的α-Al₂O₃粉体的结构和形貌进行表征。结果表明,添加晶种后可以提高α-Al₂O₃粉体的体积分数,减小α-Al₂O₃粉体的粒度,使α-Al₂O₃粉体的粒度分布更集中,同时使α-Al₂O₃粉体更分散。此外,当晶种添加量为5%(质量分数)时,制备出的片状α-Al₂O₃的体积分数可达97.0%,平均粒度约为7.24μm。     

氧化锰基电催化材料的设计合成及其铝空气电池应用

电催化剂作为铝空气电池阴极的核心部分,其催化性能的优劣直接影响铝空气电池的产业化进程。本文采用尿素高温处理法将商业的Vulcan-72XC碳材料进行掺氮改性处理制备了N/VC₂。在此基础上,进一步负载不同的锰氧化物得到三种Mn₃O₄@N/VC₂、MnO@N/VC₂和MnO₂@N/VC₂复合材料。其中,MnO₂@N/VC₂具有最优的氧还原反应(ORR)催化性能,起始电位高达0.872 V。作为铝空气电池阴极催化剂,在大电流密度下放电功率密度可达到136 mW·cm^-2。本文通过对比分析不同氧化锰基复合材料的电催化性能,研究了碳载体和锰氧化物之间的交互作用。结果表明,多孔结构和丰富缺陷位点的协同作用是提高材料催化活性的主要原因。该工作为锰基氧化物催化剂的研发提供理论依据。     

薄膜铝空气电池聚丙烯酸凝胶电解质的制备

采用聚丙烯酸与氢氧化钾溶液结合,制备凝胶电解质。选择铝丝作为金属阳极,空气电极作为阴极,与所制凝胶电解质组装成薄膜铝-空气电池。采用单因素法,通过测试所制电池的放电性能,确定凝胶电解质的最佳制备条件。结果表明:选取中速滤纸作为纸基材料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺的用量为0.50 g、氢氧化钾溶液的质量分数为37.5%、过硫酸钾的质量为0.20 g时,所制得的电解质与阴阳极组装的薄膜铝-空气电池在放电电流为20 mA时,能量密度最大,性能最好。     

我国锂离子电池发展现状及前景探讨

锂离子电池是近几年出现的金属锂蓄电池的替代产品。锂离子电池的负极为石墨晶体,正极通常为含锂的过渡金属氧化物。充电时,正极中锂原子电离成锂离子和电子,并且锂离子向负极运动与电子合成锂原子。放电时,锂原子从负极石墨晶体内表面电离成锂离子和电子,并在正极处合成锂原子。锂离子蓄电池重量轻,储能大,功率大,无污染,寿命长,自放电系数小,温度适应范围宽泛等许多突出的优点。     

铝-空气电池用石墨烯掺杂复合催化颗粒性能实验研究

采用石墨烯(GO)掺杂,以KMnO_4作为苯胺单体聚合引发剂,直接反应合成GO/PANI/MnO_2三元复合催化颗粒,优化MnO_2氧还原反应(ORR)催化性能。采用XRD、FE-SEM研究其颗粒特性和表面形貌,极化曲线、循环伏安、交流阻抗法研究空气电极氧化还原反应过程。结果表明,该复合催化颗粒具有粒度小、比表面积高等特性,空气电极极化和阻抗特性随复合催化颗粒含量不同而变化,GO/PANI/MnO_2在催化剂中占75%时呈现优良催化效果及循环稳定性。含复合催化颗粒的空气电极比单一MnO_2催化颗粒的电极可提升放电平台电压近0.1 V,放电时间延长近100%。所获结果可为复合电化学催化剂组成设计与性能优化提供新数据和技术应用方案。     

数字图书馆研究现状及应用前景分析

伴随着现代高新技术的飞速发展,以计算机技术、网络通信技术为代表的因特网迅速崛起,与此相适应,图书馆在走过传统阶段、自动化图书馆阶段后,也开始步入数字图书馆阶段。本文针对数字图书馆的产生背景、概念、构成要素、发展现状及应用前景等方面进行了探讨和总结。     

透水砖研究现状及应用前景

对透水砖的定义,分类以及影响透水砖性能的各个因素分别进行了介绍,分析了目前透水砖在国内外的发展和应用状况。     

纳米管的研究现状及应用前景

综述了近年来纳米管的各种制备方法、性质以及在色谱固定相、化学传感器、复合材料、电容器、储氢材料、催化剂材料、锂电池电极材料、光电材料等方面应用研究的现状与进展。同时,对纳米管广泛的应用前景进行了展望。     

中科院宁波材料所用石墨烯研制千瓦级铝空气电池

日前,中科院宁波材料所成功研制出基于石墨烯空气阴极的千瓦级铝空气电池发电系统,该电池系统能量密度高达510 Wh/kg、容量20 k Wh、输出功率1000 W。     

铝空气电池用6061和7075铝合金阳极电化学性能

研究了工业6061铝合金（6061）、航空7075铝合金（7075）和纯铝作为铝空气电池阳极材料的电化学性能,分析其作为阳极的可行性及适用环境。进行了阻抗、极化曲线和恒电流放电实验并进行了表面表征,计算了在40～120mA/cm²电流密度下连续恒流放电的阳极能量密度。用电子探针显微镜（EPMA）对电极表面形貌进行了研究,用波谱分析仪（WDS）进行表面分析。研究结果表明,合金元素在电池放电过程中会改变阳极的表面特性。6061中合金元素含量对电池阳极材料的性能产生了积极影响,使得合金的表面放电面积变大,放电均匀,更适合作为铝空气电池阳极材料。