本文通过金属空气电池阴极

本文通过金属空气电池阴极(空气电极)原料的预处理、催化剂的选择和电极制备工艺的改进等手段,制备出了适于不同电解液条件的空气电极。通过XPS、XRD、SEM、极化曲线和Tafel曲线等 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 测试手段,研究了原料表面官能团的变化情况、催化剂的晶型、电极的表面形貌和微观结构以及极化电位和交换电流密度等影响空气电极性能的诸多因素。 结果表明:通过对空气电极原料进行预处理,可以大幅地改善空气电极的传质性能和极化性能。实验发现,颗粒细小且均匀的活性炭会与PTFE更好的粘合,这既为电极反应的传质架构了畅通的渠道,又提高了辊压制备空气电极的稳定性和同一性。活性炭处理的优选方式是气流粉碎处理,粒径在5μm以下时性能显著改善。电极极化性能测试显示,在电流密度为100mA/cm2时,电极极化电位比未经粉碎的低50mV。另外实验还发现,乙炔黑的表面能较低时,可以抑制电极工作时产生的HO2-对电极的不利影响,分析表明,乙炔黑的表面能的降低是由于表面官能团中极性最大的羧基(?COOH)含量减少造成的。用双氧水对乙炔黑进行浸泡处理,即可以减少羧基含量。结果显示,浸泡240h时乙炔黑表面能最低,用此乙炔黑制备的空气电极在电流密度为100mA/cm2时,极化电位为-250 mV。 针对工作于不同条件下的空气电极,负载不同的催化剂可以改善其电化学性能和寿命。在碱性条件下,空气电极采用不同的银化合物作为催化剂。实验发现20wt% AgI 700℃分解后作为电催化剂比相同含量的AgNO3分解作为催化剂更利于HO2-的分解,在-250mV极化电压下,电流密度可达100mA/cm2。用5%的稀盐酸浸泡负载锰氧化物催化剂的空气电极24h可以减少锰向溶液中的脱溶,抑制了不溶物MnOOH·xH2O的生成。电极在稳定运行150h时,浸泡前后电解液中Mn2+浓度从6.84mg/L下降至0.32mg/L。在中性条件下,采用向MnCO3中加入HNO3溶液而制得碳载Mn(NO3)2作为催化剂的前驱体,经过340℃焙烧后制得MnOx/C电催化剂,对应的空气电极在-200mV极化电压下电流密度可达100mA/cm2。 在电极制备工艺中以铜网作为集流体、减薄催化层至0.15mm,可以提高中性条件下空气电极的性能。碱性条件下,采用厚为0.08mm和0.15mm双层催化层可以增强电极的耐腐蚀性,延长寿命。采用加垫20目铜网压合的工艺可以增强电极的牢固性,同时还增加了其反应面积,电极在电流密度为100mA/cm2时,极化电位下降了90mV。用上述工艺制备出在碱性和中性条件下寿命分别超过650h和2000h的空气电极。 【关键词】：金属空气电池 空气电极 电催化剂 预处理 前驱体 【学位授予单位】：河北工业大学 【学位级别】：硕士 【学位授予年份】：2007 【分类号】：TM911.41 本文使用铝合金作阳极、空气电极作阴极、氯化钠溶液作电解液,组装了开放式结构铝空气电池,同时使用镁阳极组装了封闭式结构镁空气电池。通过析氢、极化、放电和SEM等测试 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,研究了铝合金阳极及镁阳极的电化学性能,考察了电池不同结构参数对放电性能的影响,确定了铝/镁空气电池的最佳结构参数及放电性能。 实验结果表明,采用高活性铝合金阳极及空气电极组装的开放式结构铝空气电池,当正负极板间距为8mm时,在室温20℃,3.5%的食盐水中,开路电压大于1.5V,以4Ω电阻作为负载放电(电流密度约2mA/cm2),工作电压可稳定在1.1V以上,铝阳极消耗率达到95%以上,利用率达到44.97%,实际比能量达到1.34Ah/g(1540Wh/kg)。产物可自行脱离电池,解决了因反应产物堆积引起的电池内阻增大的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,保证了电池的长时间稳定放电。成功研制了由4个电池单体串联组成的开放式铝空气电池组,电压损失控制在5%以下,当使用发光二极管作负载时,工作电压稳定在4.0V以上达到80小时,单次放电可使二极管正常工作100小时以上。 采用纯镁阳极及高催化活性空气电极组装的封闭式结构镁空气电池,反应产物可自行脱落并沉淀到电池底部,获得了较长的稳定放电时间。极板间距为6mm时电池性能最优。镁阳极与电解液质量比为1:16时可达到更换阳极板充电频率与更换新鲜电解液频率一致。电池单体开路电压达到1.8V以上,当放电电流密度为20mA/cm2时,阳极利用率可达54.9%,即实际比能量1.21Ah/g,当以2mA/cm2电流密度放电时,阳极利用率为23%。由两块电池单体串联组成的镁空气电池组以2.2V/0.3W灯泡作为负载时可稳定工作50小时以上。 碱性锌-空气电池阴极催化剂的制备及其性能 黄伟国  王先友  汪形艳  罗旭芳  廖力   【摘要】：采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备系列复合氧化物La0.8Sr0.2Mn1-xNixO3(0≤x≤1)做锌空气电池阴极催化剂。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和粒度分布测试对催化剂粉末样品进行表征,结果表明样品为钙钛矿结构,平均粒径D50为4～7mm。通过阴极电位线性扫描对样品的电化学性能进行了研究,结果发现,在碱性溶液中La0.8Sr0.2Mn1-xNixO3对氧还原有良好的电催化活性,表明它们适合作碱性锌-空气电池阴极催化剂。 【作者单位】： 湘潭大学化学学院 湘潭大学化学学院 湘潭大学化学学院 湘潭大学化学学院 湘潭大学化学学院 【关键词】： 碱性锌-空气电池 钙钛矿型化合物 电催化性能 氧还原反应 【基金】：国家自然科学基金资助项目(50472080) 江苏省自然科学基金资助项目(BK2003092 本文针对目前空气电极电化学制氧技术中氧气纯度不稳定、电解液结晶等问题,应用化学滴定、纯度测定、极化和SEM等测试方法,研究了隔膜对电化学制氧系统产氧纯度的影响、电解液的碳酸化结晶以及过氧化氢离子(HO_2~-)对系统电化学性能的影响。并对制氧系统进行优化 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ,制备出了具有高产氧纯度和长使用寿命的电化学制氧装置,为电化学制氧的实际应用提供了一种新的技术途径。 实验结果表明:系统产生的氧气可以通过空气电极中的气孔和外界空气发生交连,形成连接电解槽内外的气体孔道,外界空气可以通过这些孔道直接进入制氧系统内部,从而使氧气纯度降低。适当隔膜的使用可以阻止氧气向阴极扩散,减小氧气和外界空气发生交连的几率,从而可以有效提高氧气纯度。当采用高目数尼龙网、塑料隔膜和尼龙布作为隔膜,并且空气电极和金属阳极之间间距为1.5mm左右时,系统产氧纯度可由98%左右提高到99.6%以上。 MnO_2催化剂的加入使空气电极电化学反应主要以4e反应历程进行,减少HO_2~-的生成,从而有效的降低电解液中HO_2~-浓度,消除HO_2~-的存在对系统产生的多种不利影响,有利于制氧系统使用寿命的提高。研究表明,与采用活性炭作为催化剂的空气电极相比,系统采用以30%MnO_2为催化剂的空气电极作为阴极时,电解液中HO_2~-浓度从2.6g/L减至0g/L左右,HO_2~-分解所产生的气体也大幅降低。 经优化设计后,以50mm~2空气电极为阴极、金属镍网为阳极、30%K2CO3溶液为电解液及20+400目尼龙网为隔膜组装的制氧系统,在阴阳间距1.5mm和电流密度80mA/cm2条件下,氧气纯度维持在99.6%左右,电解电压保持在1.45-1.65V之间,出气量稳定在20-25mL/min,系统在运行1000h后,未产生结晶。 【关键词】：空气电极 电化学 氧气 纯度 隔膜 结晶 过氧化氢 【学位授予单位】：河北工业大学 【学位级别】：硕士 【学位授予年份】：2007 空气电极金属氧化物催化材料的研究 张辉  梁广川  蒋巍  梁金生   【摘要】：用热分解金属硝酸盐法制备金属氧化物催化材料,并通过冷压法制得空气电极.采用自制窗式电解装置测定空气电极的稳态恒电流极化曲线,并通过扫描电镜对催化材料的表观形貌及其性能进行研究.结果表明,采用本方法制造的催化剂颗粒细小、分散均匀,具有优异的电化学性能.电极在 200mA cm 的电流密度下极化电位 2最小可为 0.252 1 V;50 mA cm~2 和 100 mA cm~2 的恒电流密度下空气电极寿命可高达 500 h 以上. 【作者单位】： 河北工业大学能源与环保材料研究所 河北工业大学能源与环保材料研究所 河北工业大学能源与环保材料研究所 河北工业大学能源与环保材料研究所 【关键词】： 空气电极 催化剂 硝酸盐 金属氧化物 热分解 【基金】：河北省科技攻关计划项目资助(01212102) 【分类号】：TM911.41 【正文快照】： 0 引言 金属空气电池由于具有高能量密度、轻便及对环境无污染等优点,成为最具有开发前景的清洁能源之一 .空气电极是电池的核心部分,其中催化剂是影响空气电极性能的关键因素.目前用于空气电 [1~3]极的催化剂主要有:铂、银等贵金属、金属螯合物、金属氧化物等.铂、银等 采用共沉淀法合成过渡金属草酸盐化合物前驱体,在370℃热解前驱体获得系列复合氧化物Ni0.2Al0.8Mn2-xCoxO4(O≤x≤0.8)作氧还原电极催化剂,用红外光谱(IR)及x-射线衍射(XRD)测试对材料进行了定性分析,采用线性电位扫描和锌空气电池放电测试研究了催化剂对氧还原反应的催化活性。结果表明,低温热解可以获得活性较高的催化剂,在碱性介质中,钴含量为x=0.6时对氧还原的电催化活性最高。 锌空气电池空气电极的研究 王辉   【摘要】： 锌空气电池因其具有性能稳定、比能量高、放电电流大、原材料来源广泛、成本低廉等优点一直受到广泛重视。空气电极作为锌空气电池中的一部分,在锌电极的研究几乎进入停滞阶段的现在,现已成为决定整个锌空气电池性能的关键。因此有必要对其进行深入的研究。 本文针对以碳酸氢铵为造孔剂的空气电极进行研究,分别对电极制作工艺、防水透气层组成、催化层组成以及两类催化剂进行了初步系统的探索和研究。实验采用共沉淀法和溶胶凝胶法合成了两类催化剂;对防水透气层和催化层进行了正交试验优化;同时,还采用测准稳态极化曲线,X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析测试手段,对空气扩散电极催化材料、空气扩散电极界面结构与性能的关系等作了较深入的研究。 实验以正交试验的方式确定了防水透气层组成并对单因素进行了考察,并用SEM观察表面形貌,最终确定防水透气层组成活性碳、PTFE、造孔剂、乙炔黑的质量比为5.00:2.00:6.00:5.00。此外,实验还对催化层的组成做了正交试验,并确定了催化层组成活性碳、PTFE、电解MnO_2、造孔剂、乙炔黑的质量比为3.00:1.00:5.00:3.00:3.00。实验还利用共沉淀和溶胶凝胶法合成了两类催化剂,分析了其XRD谱图,利用优化过的 配方 学校职工宿舍分配方案某公司股权分配方案中药治疗痤疮学校教师宿舍分配方案医生绩效二次分配方案 和工艺制备了空气电极,初步研究了其极化曲线,并对其中最好的催化层进行了SEM观察。在两类催化剂中,Ni:Mn物质量比例为2:8的催化剂为最佳的共沉淀法制备的催化剂,LaNi_(0.5)Mn_(0.5)O_3为溶胶凝胶法制备的B位Ni、Mn掺杂的最佳催化剂。 本文提出气体扩散多孔电极的新模型——不平整液膜模型。由于毛细管作用,催化剂团粒的粗糙包络面覆盖着电解质溶液薄膜,膜的各部份具有不同厚度。在实用的电流密度范围内,极化曲线的线性行为以及受气体反应物分压,催化层厚度和电解液成分的影响,都与新模型的数值解和解析解所预言的事实定量地符合。 【正文快照】 由于气体扩散多孔电极的重要意义,许多学者曾为这种电极提出了多种物理模型和数学处理〔1一5J,其中有些模型能比较成功地解释电极在低电流密度负荷下的极化行为.然而,随着技术的发展,空气(氧)电极的电流密度负荷已提高到每平方厘米数百毫安.在这样的负荷下,极化曲线出现近似直?     锂离子电池隔膜的研究及发展现状