五氧化二钒的制备及其在离子电容器中的应用

电化学电容器是一种新型绿色储能器件,在替代能源和能量储存与转化系统发展过程中发挥着重要作用.五氧化二钒由于具有高的理论比容量、价格低廉,原料丰富等优点得到了国内外能源领域科研工作者的广泛研究.本文对电化学电容器的分类、应用以及电极材料的研究进展进行了简单介绍,并总结了V2O5电极材料的制备方法以及其在离子电容器中的应用...     

二氧化锰基纳米复合材料电极在超级电容器应用中的研究进展

超级电容器是一种具有高的功率密度、良好的循环稳定性和快的充放电速率的储能器件.与传统的电容器相比,由于受到较高的成本和较低能量密度的限制,超级电容器目前仍很难替代传统能源.在此前提条件下,寻求一种电化学储能能力更强、成本更低的电极材料是目前超级电容器电极材料的研究重点.二氧化锰由于其价格低廉、来源广泛和能量密度高的优点...     

新型化学储能器件－－电化学电容

电化学电容是一种与电池和传统的电容都不同的新型储能器件。电化学电容具有比传统的电介质电容高20到200倍以上的质量比电容。研究证明，电化学电容所具有的大容量是由于电极表面的双电层电容和氧化还原反应导致的“假电容”的共同作用而引起的。系统的介绍了电化学电容器的广泛应用、发展历史、储能机理以及它和电池与传统电介质电容的区别，并且系统的介绍了影响电化学电容器性能的若干个主要因素。     

电化学储能材料及储能技术研究进展

电化学储能材料及储能技术是新能源利用和实现双碳目标的关键。本文结合上海电力大学上海市电力材料防护与新材料重点实验室的研究成果,综述了近年来电化学储能材料及储能技术的最新研究进展,包括锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池和超级电容器等,分析了各电化学储能技术目前存在的主要问题,从电化学储能机理的角度出发,介绍了正负电极、隔膜、电解质和集流体等电化学储能材料组成和结构的改进方法,为开发大容量、长寿命、高安全、低成本的电化学储能器件提供新的思路。最后,对电化学储能技术的未来发展趋势提出了展望,即探索全固态电池、金属-空气电池等新一代储能器件,拓展电化学储能器件在全温度、柔性条件下的适用性。     

新型化学储能器件——电化学电容

电化学电容是一种与电池和传统的电容都不同的新型储能器件。电化学电容具有比传统的电介质电容高 2 0到 2 0 0倍以上的质量比电容。研究证明 ,电化学电容所具有的大容量是由于电极表面的双电层电容和氧化还原反应导致的“假电容”的共同作用而引起的。系统的介绍了电化学电容器的广泛应用、发展历史、储能机理以及它和电池与传统电介质电容的区别 ,并且系统的介绍了影响电化学电容器性能的若干个主要因素。     

面向柔性超级电容器的功能水凝胶材料的研究进展

功能水凝胶作为一种三维高分子网络结构的软湿材料,具有可灵活调控的功能特性,为设计和构建高性能柔性超级电容器提供了理想的材料。本文综述了近年来面向柔性超级电容器领域的功能水凝胶材料的研究进展,重点分类介绍了面向电化学双层电容器和赝电容器的功能水凝胶材料的设计构建和性能强化。探讨了通过水凝胶电解质及电极材料的组成结构设计和性能调控来提升超级电容器的电化学性能和力学性能的策略。同时,探讨了水凝胶电解质及电极材料的组成结构设计和性能调控在实现其自愈合、高耐寒等多样化功能特性方面的重要作用。最后,对功能水凝胶材料柔性超级电容器在高储能、高柔性、高保水、自愈合、高耐寒、绿色可降解等方面的未来发展进行了展望。     

表面化学反应控制制备多级结构电极材料及性能

超级电容器和锂离子电池等储能设备的研究和开发日益受到人们的关注。对于超级电容器和锂离子电池等储能设备,其电化学性能主要取决于电极材料,因此高效储能材料的制备成为开发高效储能设备的关键。本文主要介绍了多级结构过渡金属氧化物基电极材料的制备及性能,重点阐述了本实验室近年来在研制高性能超级电容器和锂离子电池方面的相关工作:基于表面化学反应控制制备多级结构金属氧化物、金属氢氧化物/碳嵌入式纳米杂化物以及多种三维结构的多元复合电极材料,表现出优异的电化学性能。     

碳材料在锂离子电容器中的研究进展

锂离子电容器作为一种新型电化学储能器件,由于具有高比能量、高比功率和长循环寿命等优点,已经在电动汽车、轨道交通和新型储能系统等领域获得应用示范。作为锂离子电容器的核心组成部分,电极材料对器件性能的发挥起到了决定性的作用。碳材料由于具有较高的电化学活性,可以有效地提高锂离子电容器的电化学性能。本文综述了碳材料作为锂离子电容器电极的最新研究进展,并对其发展的前景进行了展望。     

超级电容器用电极材料研究现状

超级电容器是一种新型的储能器件,相较于传统的电容器和锂电池,它具有以下几种显著特征:功率密度高、充放电速率快、稳定性好、寿命长等。因此在近几年时间里受到广泛的关注和研究。超级电容器的电化学性能在很大程度上取决于电极材料的活性。本文就超级电容器的工作机理、发展状况等对超级电容器电极材料的研究现状进行系统概述。     

金属-有机框架在离子电容器中的应用与研究

离子电容器作为一种新型储能器件,其兼具了超级电容器的大功率密度与电池的高能量密度的特性,在便携式电子产品和混合动力电动汽车等储能领域中有着广泛的应用前景.作为离子电容器的核心组件,其电极材料的性能直接决定了整个器件的性能.因此,为进一步推动离子电容器的发展,开发出性能优异的电极材料势在必行.其中,金属-有机框架材料(M...     

食品中黄曲霉毒素的电化学检测及应用前景

电化学生物传感器是由生物材料作为敏感元件,电极作为转换元件,以电流或电势为特征检测信号的传感器。作为一种快速、经济、灵敏、操作简单的检测工具,能广泛应用于医疗、食品分析、环境监测等领域。本文介绍了基于DNA损伤机理检测黄曲霉毒素的电化学方法,利用DNA损伤机理,构建一种灵敏、简便的电化学传感器,并应用于食品中黄曲霉毒素的检测。与常用的检测分析方法相比,具有检测快速、灵敏、测试费用低等优点,并对其前景进行了展望。     

电化学氧化还原法降解卤代有机污染物的研究进展

卤代有机污染物的降解是水污染控制的一项重要课题.在诸多的降解技术中,电化学降解法具备反应条件温和、反应器简单、设备及其运行成本低、毒性副产物少等优点,因而成为一项极具发展前景的环境友好型应用技术.综述了电化学氧化还原降解的反应机理以及目前国内外学者对该技术的研究进展,同时指出该技术研究在实际应用中所存在的问题和不足,并对未来电化学氧化降解卤代有机污染物的技术研究进行了展望.     

Electrochemical hydrogen pump for recirculation of hydrogen in a fuel cell stack

The objective of this work is to evaluate the use of an electrochemical hydrogen pump for recirculation of hydrogen in a fuel cell stack. The hydrogen pump needed about 130 mV at 0.5 A cm⁻², primarily because of the cell resistance (0.18 Ω cm²). This voltage loss was higher than a fuel cell voltage gain resulting from hydrogen recirculation. However, if one pumping cell is used for 10 active cells this means 13 mV loss per cell (or about 2%) which may be an acceptable voltage penalty. A stack with hydrogen recirculation should operate with less voltage fluctuation and should need purging less often than a stack operating with a dead-end mode of hydrogen supply. An additional benefit of hydrogen purification may be achieved in the systems with a fuel processor where operation in a dead-end mode is not possible. Attention must be paid to water management when designing and operating a hydrogen pump within a fuel cell stack.     

电解加工技术研究现状

电解加工是一种以离子形式去除加工件表面材料的方式,使得该技术在微细加工领域具有先天的优势。各种新型电解加工方式的出现,解决了传统电解加工中的不足,在机械、电子、宇航等领域得到广泛应用。     

工业废水电化学处理技术的进展及其发展方向

综述了工业废水电化学处理技术的进展和应用.介绍了电化学氧化、电化学还原、电絮凝、电气浮、电渗析等方法.阐述了电化学氧化技术目前没有工业化的主要原因是低的电流效率、高能耗和大的操作费用,如何提高传质特性、电流效率、开发用于废水处理的高效电解槽是亟待解决的问题.特别指出了未来工业废水电化学处理技术的发展方向是生物难降解废水处理用的阳极材料、电化学反应器、电化学组合技术、生物膜电化学反应器工艺.     

拟除虫菊酯的电化学与生物传感器检测的研究进展

电化学具有成本低、灵敏度高、仪器小巧等优点。近年来,构建基于检测拟除虫菊酯的电化学传感器已经成为一个热门的研究领域。简要评述了1996年以来检测拟除虫菊酯的电化学及生物传感器的研究进展,包括汞电极、修饰电极、分子印迹传感器、酶传感器、免疫传感器和DNA传感器等内容。     

电化学还原合成N-甲基羟胺研究

N-甲基羟胺及其盐酸盐广泛应用于医药和农药中间体的合成,以及核废料处理与回收等领域.采用线性扫描和循环伏安方法,研究了硝基甲烷电还原一步制备N-甲基羟胺及其盐酸盐的反应特性.在盐酸溶液中,硝基甲烷在铜、铜汞齐和镍电极上均具有明显的还原活性,其活性大小依次为铜＞铜汞齐＞镍＞石墨,其中硝基甲烷在铜电极上的还原电位为-0.65～-0.75V(vs.SCE).电解合成试验结果表明,采用铜和铜汞齐作为阴极材料,电合成N-甲基羟胺盐酸盐的电流效率均超过90%,产品收率超过86%;采用镍和石墨作阴极,电流效率和产品收率均较低.其中铜电极在1200～2500A·m-2的电流密度范围内,电解时间为理论电解时间的80%时,具有最好的电流效率.与传统的催化氢化法合成N-甲基羟胺比较,电化学还原硝基甲烷制备N-甲基羟胺盐反应条件温和、污染少、成本低,是一种非常有效的合成新方法.     

Reactor modelling for electrochemical processes

This paper presents a relatively straightforward approach to the modelling of electrochemical reactors operated in batch or continuous modes. The models are based on ideal flow assumptions of either well-mixed or plug flow and incorporate reaction rate models based on electrochemical kinetics and mass transport at one electrode. General characteristics of the reactor models are described, particularly with regard to the need for good mass transport in metal recovery applications. An example is given on the use of the model in the recovery of a heavy metal (Cd²⁺) from an acidified solution containing Cd(II) and Fe(III) ions. The reaction rate model is based on experimental data.     

Combined electrooxidation and assisted electrochemical coagulation of aqueous phenol wastes

The electrochemical treatment of basic (pH 12) aqueous phenol wastes using stainless steel electrodes is described. Two different processes have been identified in the removal of the phenol from aqueous wastes: electrooxidation, which leads to the formation of carboxylic acids and carbon dioxide, and solids-forming assisted electrochemical processes (including complexation, precipitation and/or coagulation) produced by the generation of Fe³⁺ ions in the waste during treatment. The effect of the initial carbon concentration, temperature and current density has also been investigated. It was determined that increases in the initial carbon concentration and temperature lead to increases in the reaction rates of the treatment processes and that increased current density leads to a decrease in the rate of electrooxidation and an increase in the rate of the solid-forming processes.     

电化学复合技术处理有机废水的研究进展

综述了电化学复合技术处理有机废水的研究现状及应用进展,介绍了电解-内电解复合法、电凝聚电气浮法、光电催化氧化法、超声电化学法以及其他电化学复合技术。指出电化学技术与物理、化学、生物和超声等的结合以及如何降低处理成本,实现工业化生产是今后电化学复合技术处理有机废水的发展方向。