钒液流电池用石墨毡电极的电化学修饰

研究了钒液流电池用石墨毡电极的电化学处理,结果发现,电化学处理能提高电极活性,30mA·cm-2电流密度下,电压效率可达90．96％,电流效率达92％．XPS分析表明,电化学处理后,石墨毡表面的O／C比例由0．085增加至0．15,且主要增加的是COOH官能团,与FT-IR分析结果一致．SEM表明碳纤维表面被刻蚀,BET测试结果表明比表面积有所增加．电极活性的提高归因于碳纤维表面COOH官能团数目的增加及比表面积的增大．     

Ir修饰碳毡对VO2+/VO2+电对电催化性能的影响

用热分解法使Ir包覆到碳毡表面,经过50次循环充放电后Ir的附着良好.稳态极化和循环伏安实验结果表明,Ir修饰后的碳毡电极上V(Ⅳ)/V(V)的电荷转移极化电阻降低,Ir催化剂降低了V-O键打开和形成的活化能,从而降低了电池极化.以Ir修饰碳毡为电池正极、酸和热处理的碳毡为负极组成的全钒氧化还原液流电池,在20 mAcm-2充放电时的电压效率达87.5%.与用未经修饰的碳毡组成的电池相比,电压效率提高6.9%,内阻降低了25%.     

炭材料在全钒氧化还原液流电池中的电化学活性

炭材料在全钒氧化还原液流电池(钒电池)中主要用作电极。由于传统炭材料对钒电对氧化还原反应的电化学活性较差,因此,对以石墨毡为代表的炭材料电化学活性研究成为钒电池电极研究的重要组成部分。研究从石墨毡电极改性和炭材料作为催化剂应用两方面详述炭材料在钒电池中的电化学活性研究现状,先介绍含氧官能团和含氮官能团对钒电对氧化还原反应的电催化作用,回顾碳纳米管和石墨烯两类新型炭材料在钒电池中的应用。对炭材料电化学活性的今后研究工作进行展望,通过对炭材料性构关系的全面了解和对碳电极上的钒电对电化学反应过程动力学的深入研究,才能为炭材料在钒电池中的实际应用奠定扎实的理论和应用基础。     

全钒氧化还原液流电池用电极材料的研究进展

全钒氧化还原液流电池系统作为电化学系统现已在国外得到了很好的发展.本文归纳了全钒氧化还原液流电池电极的功能和性能要求,介绍了电极材料的研究进展情况,并提出了当前最有应用前景的电极材料及其结构.     

液流电池用PAN碳毡材料的改性

液流电池是实现可再生能源大规模应用的新型绿色二次电池,其中电极材料的性能对于液流电池的实际应用具有重要意义。聚丙烯腈基(PAN)碳毡是液流电池的首选电极材料,为了进一步提高PAN碳毡电极材料的亲水性和电化学活性,近些年有关PAN碳毡的改性研究成为了热点。介绍了液流电池的工作原理及其电极材料,着重介绍了液流电池用改性PAN碳毡电极材料的研究现状,并展望了制备PAN碳毡电极材料的发展趋势。     

微氧化处理对球形石墨结构及电化学行为的影响

研究了微氧化处理对球形石墨的晶体结构、表面形貌和电化学行为的影响. 采用XRD、Raman光谱和SEM等手段分析了样品的结构和形貌, 并采用恒电流充放电测试、粉末微电极技术和慢速扫描循环伏安法(SSCV)研究了微氧化前后石墨负极的电化学行为. 结果表明, 微氧化后石墨颗粒中的结构缺陷增多, 近表面区域的无序度增大, 面内平均晶粒尺寸L_a减小, 且菱形相含量降低, 石墨呈不规则的鳞片状, 部分层面的边缘有卷曲与刻蚀现象. 微氧化后石墨负极的第三次脱锂容量从345.5 mAh/g增加至381.4 mAh/g, 且其循环性能得到有效改善. 同时, 微氧化后锂离子较容易从石墨中脱出, 脱锂过程中一阶Li-GICs(lithium-graphite intercalation compounds, 简称Li-GICs)向二阶Li-GICs的阶转变可在较低的电位下发生.     

MnO_2-氧化石墨复合材料的制备及其电化学电容性能研究

利用液相氧化还原法制备了MnO2-氧化石墨(GO)复合物。MnO2纳米颗粒均匀生长在GO纳米片的表面上,使MnO2的电化学利用率显著提高。复合物中GO和MnO2的比例对其电化学活性有显著影响,当GO的质量分数为10%时,复合物的单电极比电容高达419F·g-1,2000次充放电循环之后电容保持率为82%。     

全钒液流电池用石墨-乙炔黑复合电极的研究

用循环伏安法研究了石墨及其与乙炔黑复合所制备的电极在5mol/L H₂SO₄+1mol/L VOSO4溶液中的循环伏安行为, 并用扫描电镜观察了复合材料的表面形貌. 循环伏安结果表明, 石墨对全钒液流电池的正极电对V(IV)/V(V)和负极电对V(II)/V(III)的氧化还原反应具有良好的可逆性, 但氧化还原电流较小; 乙炔黑能够明显提高二电对在石墨上的氧化还原电流. 扫描电镜观察表明, 细小的颗粒状乙炔黑能够均匀地覆盖在片状石墨的表面. 通过比较复合电极的循环伏安行为, 得到用作全钒液流电池的正负极材料的最佳乙炔黑与石墨质量比分别为15:85和4:96.     

NaH2PO2在Pt电极上电化学还原的研究

用循环伏安法研究了ＮａＨ２ＰＯ２在Ｐｔ电极上的电化学行为,结果表明：ＮａＨ２ＰＯ２在０．５ｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ溶液中在－０．７５Ｖ左右有一个还原峰,其峰值随着ＮａＨ２ＰＯ２的浓度的增加,随溶液的ｐＨ值的降低而增加。     

氧化石墨的制备及应用

综述制备氧化石墨的Brodie法、Staudenmaier法、Hummers法等化学氧化方法,以及利用水溶液电解质、离子液体电解质的电化学氧化法等,总结其反应原理及其优缺点;概括氧化石墨(烯)在模板材料、废水处理、脱盐作用、生物材料和电池材料等领域的应用。提出石墨烯具有良好理化性能,在能源、化学等领域应用前景广阔,且氧化石墨合成技术起着决定性作用;对于不同的目标产物,有针对性地设计功能化复合材料,实现对目标物高效作用,将在复合材料领域发展空间广阔。     

SnO2修饰石墨毡电极的制备及其性能表征

采用H₂O₂对石墨毡（GF）进行预处理,然后在其表面电沉积Sn,最后在120℃烘箱氧化24 h制备出SnO₂修饰的石墨毡电极。通过扫描电镜（SEM）对SnO₂修饰前后的石墨毡表面形貌进行表征,采用循环伏安法研究了SnO₂修饰后石墨毡电极的电化学性能。结果表明：SnO₂能够均匀地包覆在石墨毡表面;SnO₂修饰石墨毡后V⁴⁺/V⁵⁺电对的氧化峰的峰电流由0.0538 A增加到0.0708 A,与未处理石墨毡相比增加了31.5%,反应峰出峰持续时间提高,说明SnO₂对V⁴⁺/V⁵⁺电对电极过程具有一定的催化作用。析氧电位由1.382 V增加到了1.517 V,使电极在VOSO₄溶液中的电化学窗口变宽。     

膨胀石墨电极用于电化学氧化降解甲基橙模拟废水

采用具有优良导电能力的膨胀石墨(EG)作为阳极材料,通过电化学氧化降解甲基橙模拟废水.当废水pH值为2.0,电流密度为13mA·cm-2,电解质浓度为0.1 mol· dm-3,电解时间为20 min时,甲基橙模拟废水的脱色率达到98.6％,COD去除率为58.5％.该降解过程基于化学吸附和电化学氧化,亦即,甲基橙分子首先通过EG表面的-OH键吸附在EG表面,然后通过电化学氧化降解.结果表明:EG是一种处理染料废水的优良材料.     

Pd-modified TiO2 electrode for electrochemical oxidation of hydrazine, formaldehyde and glucose

The electrocatalysis of the oxidation of hydrazine, formaldehyde and glucose on a nanoporous Pd-modified TiO₂ electrode, prepared by the hydrothermal process, was investigated in 0.1 M NaOH solutions. The electrocatalytic activity of the Pd-modified TiO₂ electrode for the electrochemical oxidation of hydrazine, formaldehyde and glucose is characterized by the low onset potentials of −0.80, −0.70 and −0.85 V (vs Ag,AgCl), respectively. Compared to the oxidation of formaldehyde and glucose, the hydrazine oxidation on the Pd-modified TiO₂ presents the highest anodic oxidation current densities, showing that the Pd-modified TiO₂ electrode is more electro-active for the hydrazine oxidation than for the oxidation of formaldehyde and glucose. Chronoamperograms at different concentrations of hydrazine and formaldehyde showed that the Pd-modified TiO₂ electrode is a promising electrochemical sensor for the detection of hydrazine with a sensitivity of 0.554 mA cm⁻² mM⁻¹ and a detection limit of 0.023 mM, and for the detection of formaldehyde with a sensitivity of 0.20667 mA cm⁻² mM⁻¹ and a detection limit of 0.015 mM. However, it was found from the chronoamperometric responses at various glucose concentrations that a linear plot of the anodic oxidation current density versus glucose concentration developed only in the range of 7-35 mM glucose while an obvious deviation from the linear relationship was observed at both low and large glucose concentrations. Results show that the prepared Pd-modified TiO₂ electrode could be applied to the direct liquid (hydrazine, formaldehyde, and glucose) fuel cells as an effective anodic catalyst, in addition to be a promising electrochemical sensor for the detection of hydrazine and formaldehyde.     

全钒液流电池用碳纳米管-石墨复合电极的研究

将石墨(GP)和多壁碳纳米管(MWNT)按不同比例压片制成电极,用于全钒氧化还原液流电池电极材料,通过循环伏安、交流阻抗、充放电测试、SEM手段对MWNT-GP复合电极进行表征和分析.研究结果表明,MWNT含量为15wt%的MWNT-GP复合电极性能最佳,对组装成的静态电池在电流密度20~80mA/cm2进行充放电性能比较,电流效率均在93%以上,电压效率随着电流密度的增加而有所下降.     

石墨/TiO2共混碳薄膜对电极的电学与电化学性能研究

本文将石墨、TiO2纳米晶以及TiO2胶体共混,采用旋涂法制备了碳薄膜对电极,并用于组装染料敏化太阳能电池。采用场发射扫描电子显微镜观察薄膜的表面形貌,采用四探针电阻率测试仪、电化学交流阻抗图谱及太阳能电池综合测试仪对碳对电极的电学、电化学性质以及电池的光电性能分别进行测试;研究了薄膜厚度对碳对电极导电性能与电化学催化性能的影响。结果表明随着厚度增加,碳对电极的方块电阻和界面电荷传输电阻均变小,分别可达到26.6Ω.sp-1和11.8Ω.cm-2,而电池的填充因子及光电转换效率增大。当碳薄膜厚度为19.5μm时,光电转换效率可达到Pt对电极的70%。     

钒电池用离子交换膜的研究与开发

钒电池(VRB)是一种新型的高效储能电池.离子交换膜是VRB的核心部件之一.总结了VRB用离子交换膜在商业化膜(Nafion、PE-01、JAM等)改性处理及PVA、PVDF、PTFE基阳离子交换膜和ETFE、PPESK基阴离子交换膜研发等方面近4年来的技术进展,指出需重点关注高性能、低成本膜的开发,尤其是新型阴离子交换膜的研究与开发.     

全钒液流电池的质子传导膜研究进展

全钒液流电池(VRB)作为一种大规模的蓄电储能设备,在新能源发电和电网调峰等方面有重要应用.质子传导膜是钒电池的关键材料,对电池的性能、成本和寿命有着十分重要的影响.文章在简单介绍VRB的基本组成和原理以及对隔膜的性能要求的基础上,主要论述了目前报道的几种VRB隔膜材料及其改性方法,以及对电池性能的影响,最后对质子交换膜的发展方向和前景进行了总结和展望.     

低温制备石墨/活性碳对电极的光电性能及阻抗分析

通过低温制备(120℃)出不同活性碳/石墨比例的碳对电极,着重分析了碳对电极的阻抗特征及其染料敏化太阳电池(DSCs)的光电性能,同时探讨了碳对电极中引入银导电浆料对DSCs光电性能的影响.结果表明,DSCs的光电性能随着碳对电极中活性碳含量的增加而增强,其中短路电流和转换效率与活性碳含量呈线性关系,而填充因子与活性碳含量呈抛物线变化.阻抗分析发现,电荷转移阻抗(RCT)和Nernst扩散阻抗(Zp)随着碳对电极中活性碳含量的增加而减小.碳对电极中活性碳含量越低,加入银导电浆料对DSCs光电性能的改善越显著,当为纯石墨对电极时,DSCs的转换效率提高了13.6％.