NiSe_(2)/Ni(OH)_(2)/TM异质一体电极促进碱性析氧

1

作者 卫学玲 郭宇晨 +3 位作者 贾飞宏 李妍 包维维 邹祥宇 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期5107-5112,共6页

低廉、高效稳定的催化电极对碱性电解水意义重大。利用水热法在钛网(TM)上原位构筑前驱体Ni(OH)_(2),通过固相硒化法在350℃对前驱体进行不同时长的硒化反应,制备出NiSe_(2)/Ni(OH)_(2)/TM异质一体电极。利用XRD、XPS对电极的物相和表... 低廉、高效稳定的催化电极对碱性电解水意义重大。利用水热法在钛网(TM)上原位构筑前驱体Ni(OH)_(2),通过固相硒化法在350℃对前驱体进行不同时长的硒化反应,制备出NiSe_(2)/Ni(OH)_(2)/TM异质一体电极。利用XRD、XPS对电极的物相和表面元素价态进行分析;通过SEM和TEM对电极的形貌和元素分布进行表征。并在1 mol/L KOH电解液中对电极进行电催化析氧性能测试。XRD和SEM分析证实了电极的物相和形貌依赖于硒化时间。电化学测试结果显示了电极的形貌对催化性能的影响较大。硒化2 h所得到的NiSe_(2)/Ni(OH)_(2)/TM电极具有最佳的异质形貌和最优的碱性析氧性能,驱动10 mA/cm^(2)电流密度仅需285 mV的过电位,Tafel斜率为50 mV/dec,100 h的恒电压测试中电流密度衰减率为16%。粗糙的表面显著地增多了有效活性位点,强化了异质界面上不同物种间的协调作用,中间产物的转换速率和电子的转移速率得以加快;该电极表现出优异的催化活性和耐久性。 展开更多

关键词 碱性析氧 异质结构 NiSe_(2)/Ni(OH)_(2) 一体电极 电催化

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用于一体化电极的碳布改性综述 被引量：1

2

作者 闫时建 郭锦 +1 位作者 同阳 今西诚之 《电池》 CAS 北大核心 2024年第1期121-125,共5页

由于碳布密度低、柔性高且导电导热性好,在电子器件中应用广泛。当碳布与其他材料复合时,为获得所需的性能,需对其进行改性处理。总结对当前用于电子器件中一体化电极的碳布进行改性的主要方法。从去浆、形貌处理和活性处理等3个方面进... 由于碳布密度低、柔性高且导电导热性好,在电子器件中应用广泛。当碳布与其他材料复合时,为获得所需的性能,需对其进行改性处理。总结对当前用于电子器件中一体化电极的碳布进行改性的主要方法。从去浆、形貌处理和活性处理等3个方面进行介绍,并指出每种改性方法的优缺点和选用需考虑的要点。液相反应法对表面活性改变显著,但往往会降低电导率;热空气处理法对形貌改变显著,但操作过程复杂。液相氧化、热空气氧化和高温碳化相结合的改性效果可以更好,形貌改性和活性改性同时进行,可能会得到更好的综合性能。将碳布与活性物质直接复合制成一体化电极而完成改性处理,由于效率高可能成为改性技术的发展趋势。 展开更多

关键词 一体化电极 碳布 改性 去浆 形貌处理 活性处理

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多孔炭修饰的吸附催化一体化电极高效电解碳酸氢盐

3

作者 王正峰 谢雨杭 +3 位作者 李伟科 范永春 康钟尹 付乾 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期4892-4899,共8页

电解碳酸氢盐体系可避免CO_(2)解吸过程中的能量密集型步骤,更具经济性及技术可行性。但目前阴极存在原位产生CO_(2)快速逃逸现象,CO_(2)不能充分参与反应并导致CO_(2)利用率低等问题,本文将活性炭(activated carbon,AC)作为吸附层修饰... 电解碳酸氢盐体系可避免CO_(2)解吸过程中的能量密集型步骤,更具经济性及技术可行性。但目前阴极存在原位产生CO_(2)快速逃逸现象,CO_(2)不能充分参与反应并导致CO_(2)利用率低等问题,本文将活性炭(activated carbon,AC)作为吸附层修饰电极,与CO_(2)催化材料Ag均匀混合以构建吸附催化一体化电极,有效调控气体扩散电极孔隙结构,同时探究了不同炭材料的CO_(2)吸附特性对电解碳酸氢盐性能的影响。在Ag∶AC=4∶1、Ag纳米颗粒载量为2mg/cm^(2)、全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物(Nafion)质量分数为3.04%时,AC修饰Ag电极具有最高的CO法拉第效率,在100m A/cm^(2)和200m A/cm^(2)电流密度时分别达到59.02%和53.79%。稳定性测试表明该电极能够保持11h的高效运行,CO_(2)利用率达68.61%。证明了AC修饰的催化吸附一体化电极在电解碳酸氢盐体系中可有效吸附CO_(2),提高电化学性能。 展开更多

关键词 电化学还原CO_(2) 原位还原CO_(2) 电解碳酸氢盐 电极结构 一体化电极

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全钒氧化还原液流电池一体化复合电极的研究 被引量：2

4

作者 崔旭梅 王军 +2 位作者 陈孝娥 赵英涛 李云 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1019-1021,共3页

采用改性处理的聚丙烯腈基石墨毡和聚合物为基体的碳塑板制备得到了钒电池用一体化复合电极。研究表明,聚丙烯腈基石墨毡经过400～450℃、2h的热处理和98%浓硫酸中浸泡6h的酸处理后具有较好的催化活性。用以聚醋酸乙烯乳液占总原料的70%... 采用改性处理的聚丙烯腈基石墨毡和聚合物为基体的碳塑板制备得到了钒电池用一体化复合电极。研究表明,聚丙烯腈基石墨毡经过400～450℃、2h的热处理和98%浓硫酸中浸泡6h的酸处理后具有较好的催化活性。用以聚醋酸乙烯乳液占总原料的70%,而活性炭和石墨粉占30%(活性炭:石墨粉=1:1)的比例压制的碳塑板、改性处理后的石墨毡及不锈钢网组成一体化复合电极,循环伏安测试表明此一体化复合电极具有较好的电化学活性。 展开更多

关键词 全钒氧化还原液流电池 一体化复合电极 循环伏安

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碳凝胶/泡沫镍一体化电极用于高性能的超级电容器 被引量：2

5

作者 吴中 张新波 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期554-559,共6页

以氧化石墨、间苯二酚、甲醛和泡沫镍为原料,经85 o C水热碳化处理,在泡沫镍表面原位聚合形成了碳凝胶/泡沫镍一体化电极,冷冻干燥处理后可得多孔碳凝胶/泡沫镍一体化电极.水系和有机系的超级电容器测试表明,多孔碳凝胶/泡沫镍一体化电... 以氧化石墨、间苯二酚、甲醛和泡沫镍为原料,经85 o C水热碳化处理,在泡沫镍表面原位聚合形成了碳凝胶/泡沫镍一体化电极,冷冻干燥处理后可得多孔碳凝胶/泡沫镍一体化电极.水系和有机系的超级电容器测试表明,多孔碳凝胶/泡沫镍一体化电极具有较高的比容量和良好的循环稳定性,其独特的一体化电极组成和多孔结构有利于电子和电解液离子的有效传输. 展开更多

关键词 碳凝胶/泡沫镍一体化电极 超级电容器 水热法 多孔结构

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一体化电极电催化二氧化碳还原研究进展 被引量：4

6

作者 宋雨珂 谢文富 邵明飞 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第6期17-32,共16页

电催化二氧化碳还原反应(E-CO_(2)RR)可在温和条件下将CO_(2)转化成高附加值燃料或化学品,近年来受到广泛关注,其在实际反应中涉及到气体扩散和多电子转移等复杂过程,构筑高效、稳定的催化电极是其发展的核心之一。然而,传统涂敷电极制... 电催化二氧化碳还原反应(E-CO_(2)RR)可在温和条件下将CO_(2)转化成高附加值燃料或化学品,近年来受到广泛关注,其在实际反应中涉及到气体扩散和多电子转移等复杂过程,构筑高效、稳定的催化电极是其发展的核心之一。然而,传统涂敷电极制备时,需要将催化剂与粘结剂混合涂覆于集流体表面,此过程会造成活性位点包埋和传质过程受限,致使催化剂活性位利用率下降,同时在反应过程中电极表面容易粉化,造成稳定性下降,难以重复利用。因此,如何调控电极反应界面,提升催化剂活性位的利用率仍面临挑战。将催化剂原位生长于集流体上得到的一体化电极可直接应用于电催化反应,不仅有利于提升活性位利用率以及电荷传输能力,还能有效调控三相界面处的微观反应环境(如pH、反应物及反应中间体的浓度等),从而实现电催化性能强化。本文综述了一体化电极用于E-CO_(2)RR的最新进展,分析了结构和表界面调控对E-CO_(2)RR性能的影响规律,并对该领域仍然存在的挑战和未来一体化E-CO_(2)RR电极的发展进行了评述与展望。 展开更多

关键词 一体化电极 电催化 二氧化碳还原反应 结构化设计 表界面调控

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以阵列二氧化钛纳米棒为载体制备一体化析氧电极 被引量：1

7

作者 董超振 刘文兵 王新东 《有色金属科学与工程》 CAS 2017年第2期52-56,共5页

以碳纸为支撑体,氯铱酸为前体,利用二氧化钛纳米棒阵列作为载体,采用浸渍-热分解法成功制备IrO_2-TiO_2/C一体化析氧电极.通过扫描电镜(SEM)、XRD、XPS和电化学方法——循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等手段,研究载体形貌对析氧电极性能... 以碳纸为支撑体,氯铱酸为前体,利用二氧化钛纳米棒阵列作为载体,采用浸渍-热分解法成功制备IrO_2-TiO_2/C一体化析氧电极.通过扫描电镜(SEM)、XRD、XPS和电化学方法——循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等手段,研究载体形貌对析氧电极性能的影响.结果表明:二氧化钛载体能有效抑制支撑体碳纸在高电位下的腐蚀,当电压为2.4 V时,极化电流才仅为13.2 mA/cm^2,一体化析氧电极积分电荷由87.2 mC/cm^2增至178.5 mC/cm^2,电极电化学反应阻抗由3.13Ω·cm^2降低到1.62Ω·cm^2,极大地提高了析氧电极的接触面积和催化剂的电催化活性. 展开更多

关键词 水电解 二氧化钛纳米棒 二氧化铱 一体化析氧电极

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泡沫镍@氮掺杂碳/二氧化锰一体化电极的制备及其在直接甲醇燃料电池中的应用 被引量：1

8

作者 方园 张宇航 +2 位作者 张婷婷 范仕敏 朱建锋 《陕西科技大学学报》 北大核心 2021年第3期94-100,共7页

通过水热法和沉淀法两种方法制备出了泡沫镍@氮掺杂碳/二氧化锰一体化电极(泡沫镍@NC/MnO_(2)),使用XRD、XPS、SEM对材料的组成及微观形貌进行了分析.对比了两种方法制备的泡沫镍@NC/MnO_(2)作为直接甲醇燃料电池(DMFC)阴极、PtRu/C作... 通过水热法和沉淀法两种方法制备出了泡沫镍@氮掺杂碳/二氧化锰一体化电极(泡沫镍@NC/MnO_(2)),使用XRD、XPS、SEM对材料的组成及微观形貌进行了分析.对比了两种方法制备的泡沫镍@NC/MnO_(2)作为直接甲醇燃料电池(DMFC)阴极、PtRu/C作为阳极催化剂、聚合物纤维膜作为电解质膜的单电池的放电性能.室温性能测试表明,两种方法制备的一体化电极的放电性能比较接近,在10 mA·cm^(-2)电流密度下可以稳定放电18 h,没有明显的衰减.在60℃高温测试中,采用沉淀法得到的泡沫镍@NC/MnO2一体化电极组装电池,其最大功率密度为9.14 mW·cm^(-2),而采用水热法得到的泡沫镍@NC/MnO_(2)一体化电极组装电池,其最大功率密度为16.67 mW·cm^(-2).水热法得到的泡沫镍@NC/MnO2电极具有更好的氧还原催化性能,其主要原因是水热合成在缺氧条件下完成,使得制备的催化剂中含有较多的氧空位,可以加速氧气的吸附以及电荷传输. 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 氧还原反应 一体化电极 二氧化锰

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MXene-碳黑/硫复合材料在锂硫电池一体式电极的研究 被引量：1

9

作者 范业鹏 罗业强 沈培康 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期377-387,共11页

锂硫电池的实际能量密度不高和多硫化物(LiPSs)的穿梭效应等问题严重影响了该电池的实际应用。本文通过将二维的Ti_(3)C_(2)T_(x)Mxene纳米片与碳黑/硫(CB/S)材料进行混合,制备了Ti_(3)C_(2)T_(x)-CB/S正极材料并将其涂覆在商业隔膜(PP)... 锂硫电池的实际能量密度不高和多硫化物(LiPSs)的穿梭效应等问题严重影响了该电池的实际应用。本文通过将二维的Ti_(3)C_(2)T_(x)Mxene纳米片与碳黑/硫(CB/S)材料进行混合,制备了Ti_(3)C_(2)T_(x)-CB/S正极材料并将其涂覆在商业隔膜(PP)上,最终获得了Ti_(3)C_(2)T_(x)-CB/S-PP一体式电极并用于锂硫电池。利用Ti_(3)C_(2)T_(x)纳米片对CB/S进行修饰,不仅能提高活性物质硫的导电性,还能对扩散的LiPSs进行物理阻挡和化学吸附。而一体式电极的设计有利于提高电池的能量密度。恒流充放电测试结果表明,Ti_(3)C_(2)T_(x)-CB/S-PP电极在0.1 C电流下的初始放电容量为1028.8 mAh·g^(-1),高于不含Ti_(3)C_(2)T_(x)的CB/S-PP电极的896.8 mAh·g^(-1)。Ti_(3)C_(2)T_(x)-CB/S-PP电极还展示出了比基于传统铝箔集流体的Ti_(3)C_(2)T_(x)-CB/S-Al电极更好的循环稳定性,前者在0.5 C下400圈长循环测试中的每圈衰减率为0.072%,而后者则为更高的0.10%。本文利用Ti_(3)C_(2)T_(x)-CB/S构建一体式电极的策略为实现高性能和高能量密度的锂硫电池提供了新的研究方向。 展开更多

关键词 锂硫电池 一体式电极 穿梭效应 Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene

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Mo和N共掺杂的一体化膜电极用于锂硫电池

10

作者 姜福林 李祥村 +4 位作者 初众 姜晓滨 肖武 吴雪梅 贺高红 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1-10,共10页

采用相转化法构建了电极膜-隔膜一体化膜,并进一步通过Mo单质的掺杂制得MoNCNTs/CNTs-PAN,用以简化电池结构,提升电池性能.Mo、N共掺杂的正极膜层可以吸附并催化多硫化物转化,有效抑制“穿梭效应”.膜层内部交错的三维多孔网络和良好的... 采用相转化法构建了电极膜-隔膜一体化膜,并进一步通过Mo单质的掺杂制得MoNCNTs/CNTs-PAN,用以简化电池结构,提升电池性能.Mo、N共掺杂的正极膜层可以吸附并催化多硫化物转化,有效抑制“穿梭效应”.膜层内部交错的三维多孔网络和良好的孔隙结构,在增强导电性的同时能有效缓冲活性物质的体积膨胀.一体化膜电极应用于锂硫电池时表现出优异的电化学性能,在较低载硫量0.6~0.8mg/cm^(2)时,在0.5C电流密度下经过100圈循环后放电比容量为927.2mAh/g,库伦效率为98.9%,在高载硫量4.0mg/cm^(2)时,在0.2C电流密度下经过100圈循环后仍保持530.1mAh/g的放电比容量,平均每圈容量衰减率仅为0.09%.结果表明,一体化膜在锂硫电池中具有良好的应用前景. 展开更多

关键词 相转化法 一体化膜电极 催化作用 三维导电网络 锂硫电池

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氧化镍/四氧化三钴@镍钴与活性炭的非对称超级电容器的制备 被引量：3

11

作者 李婧 邹培超 +3 位作者 姚文涛 刘鹏 康飞宇 杨诚 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期112-120,共9页

金属氧化物是一种颇具前景的超级电容器活性材料,然而较差的导电性阻碍了其实际应用。本文通过在高导电性镍钴纳米线上原位生长氧化镍和四氧化三钴活性物质,制备自支撑柔性氧化镍/四氧化三钴@镍钴一体化电极。纳米线表面原位生长活性物... 金属氧化物是一种颇具前景的超级电容器活性材料,然而较差的导电性阻碍了其实际应用。本文通过在高导电性镍钴纳米线上原位生长氧化镍和四氧化三钴活性物质,制备自支撑柔性氧化镍/四氧化三钴@镍钴一体化电极。纳米线表面原位生长活性物质可以提升活性物质与集流体间电子的传输效率。网络状纳米线结构利于离子传输并能释放充放电过程中形成的应力。基于这种独特的结构特点,氧化镍/四氧化三钴@镍钴电极在电流密度为5 mA cm^-2时,具有1.36 F cm^-2的比容量,循环10000圈后仍然具有96.95%的容量保持率。氧化镍/四氧化三钴@镍钴与活性炭组装成的非对称超级电容器在能量密度为0.32 mWh cm^-2时,具有8 mW cm^-2的功率密度,证明此种材料在高性能超级电容器中的广阔应用前景。 展开更多

关键词 氧化镍 四氧化三钴 活性炭 一体化电极 非对称超级电容器

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磁控溅射法制备直接甲醇燃料电池阴极 被引量：2

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作者 遇鑫遥 蒋仲庆 孟月东 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期414-419,共6页

等离子体溅射沉积是制备直接甲醇燃料电池电极的非常好的方法。采用磁控溅射,Pt被成功溅射在气体扩散层上。在不同的溅射功率和气压下制备了具有相同Pt负载量(0.1mg/cm2)的电极。X射线衍射测试显示Pt以面心立方结构存在。X射线光电子能... 等离子体溅射沉积是制备直接甲醇燃料电池电极的非常好的方法。采用磁控溅射,Pt被成功溅射在气体扩散层上。在不同的溅射功率和气压下制备了具有相同Pt负载量(0.1mg/cm2)的电极。X射线衍射测试显示Pt以面心立方结构存在。X射线光电子能谱证明了电极中的Pt以Pt(0)态的形式存在。扫描电镜观测显示Pt催化剂以纳米粒子和纳米团簇的形式存在。溅射电极的循环伏安曲线都具有Pt金属的典型性质。将用溅射方法制备的阴极与商用催化剂制备的阳极组装成膜电极一体化,并测试了单电池的性能。结果显示,在5.3Pa,110W条件下制备的阴极相比其他溅射参数下制备的电极具有较好的电性能,这主要是由于Pt粒径的降低以及多孔催化剂层的形成。 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 阴极 磁控溅射 PT 膜电极一体化

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