本文主要研究内容
作者侯越（2019）在《锂氧气电池CeO2催化剂的电化学性能及其电催化机理研究》一文中研究指出：在21世纪,由于化石能源短缺和环境污染的问题日益严重,对于可持续的清洁能源的探索和开发引起了人们的重视。在各种各样的能量储存和转换系统中,可充电的锂氧气电池的理论能量密度高达11140Wh/kg,是传统锂离子电池的10倍之多,从而吸引了人们研究锂氧气电池的兴趣。然而,锂氧气电池的广泛使用仍然因为许多因素受限,比如容量达不到预期、高过电势、能量转换效率低和循环稳定性差。因此对于锂氧气电池,研发可以有效地促进电极反应的催化剂材料是提高锂氧气电池电化学性能的至关重要的手段。在众多的适用于锂氧气电池的催化剂材料中,二氧化铈(CeO2)由于其可以在氧化态和还原态之间快速转变并且可以高效吸附氧气和超氧化物的优势被认为是最有应用前景的锂氧气电池高效催化剂之一。CeO2中的Ce3+和Ce4+在电化学反应中可以直接且快速地进行转换,这有利于氧气的吸附和释放。除此之外,CeO2的晶体结构十分稳定,这可以保证其在充放电循环时始终保持最大的催化活性。在锂氧气电池中,循环寿命及稳定性、比容量的提高以及过电势的降低是评价锂氧气电池电化学性能的重要因素。本课题的研究目的是探究不同因素对CeO2材料作为锂氧气电池正极的影响,主要着手于复合、调控氧空位含量等方面,以期探索出CeO2催化剂材料的最优条件来应用于锂氧气电池。本课题探索了 CeO2作为正极催化剂材料对于锂氧气电池的氧还原和氧析出反应的催化作用,利用复合、表面工程的方法来合成二氧化铈纳米立方体,同时进一步研究了 CeO2作为锂氧气电池正极材料的电化学性能表现以及相应催化机理。因此,本课题主要在以下两个方面展开:(1)利用生物矿化法复合CeO2纳米立方体和反蛋白石碳基体,研究CeO2/IOC复合材料的锂氧气电池电化学性能、对于Li2O2产生和分解的催化作用、充放电过程中放电产物Li2O2的形貌变化、充放电过程中CeO2/IOC的形貌变化以及成分变化。(2)利用两步水热法来合成CeO2纳米棒,并通过调节第二步水热的反应温度来调控CeO2纳米棒的氧空位含量,并进一步探究氧空位含量的区别引起的CeO2纳米棒催化活性的差异从而对锂氧气电池的性能产生影响。本课题提出的两种改善CeO2材料作为正极催化剂用于锂氧气电池的方法,获得了令人满意的循环寿命和比容量性能,为设计过渡金属氧化物的正极结构提供了一种新的思路。本课题的研究意义在于:(1)本课题提出的将具有高催化活性的CeO2纳米立方体与具有优良稳定性和导电性的IOC复合,将为Ce基催化剂在锂氧气电池正极中的应用提供理论依据;(2)本课题中探索的不同氧空位浓度的CeO2纳米棒对氧还原和氧析出反应的电催化作用,会为提高其它金属氧化物材料作为锂氧气电池正极的电化学性能提供一种有效可控的策略。
Abstract
zai 21shi ji ,you yu hua dan neng yuan duan que he huan jing wu ran de wen ti ri yi yan chong ,dui yu ke chi xu de qing jie neng yuan de tan suo he kai fa yin qi le ren men de chong shi 。zai ge chong ge yang de neng liang chu cun he zhuai huan ji tong zhong ,ke chong dian de li yang qi dian chi de li lun neng liang mi du gao da 11140Wh/kg,shi chuan tong li li zi dian chi de 10bei zhi duo ,cong er xi yin le ren men yan jiu li yang qi dian chi de xing qu 。ran er ,li yang qi dian chi de an fan shi yong reng ran yin wei hu duo yin su shou xian ,bi ru rong liang da bu dao yu ji 、gao guo dian shi 、neng liang zhuai huan xiao lv di he xun huan wen ding xing cha 。yin ci dui yu li yang qi dian chi ,yan fa ke yi you xiao de cu jin dian ji fan ying de cui hua ji cai liao shi di gao li yang qi dian chi dian hua xue xing neng de zhi guan chong yao de shou duan 。zai zhong duo de kuo yong yu li yang qi dian chi de cui hua ji cai liao zhong ,er yang hua shi (CeO2)you yu ji ke yi zai yang hua tai he hai yuan tai zhi jian kuai su zhuai bian bing ju ke yi gao xiao xi fu yang qi he chao yang hua wu de you shi bei ren wei shi zui you ying yong qian jing de li yang qi dian chi gao xiao cui hua ji zhi yi 。CeO2zhong de Ce3+he Ce4+zai dian hua xue fan ying zhong ke yi zhi jie ju kuai su de jin hang zhuai huan ,zhe you li yu yang qi de xi fu he shi fang 。chu ci zhi wai ,CeO2de jing ti jie gou shi fen wen ding ,zhe ke yi bao zheng ji zai chong fang dian xun huan shi shi zhong bao chi zui da de cui hua huo xing 。zai li yang qi dian chi zhong ,xun huan shou ming ji wen ding xing 、bi rong liang de di gao yi ji guo dian shi de jiang di shi ping jia li yang qi dian chi dian hua xue xing neng de chong yao yin su 。ben ke ti de yan jiu mu de shi tan jiu bu tong yin su dui CeO2cai liao zuo wei li yang qi dian chi zheng ji de ying xiang ,zhu yao zhao shou yu fu ge 、diao kong yang kong wei han liang deng fang mian ,yi ji tan suo chu CeO2cui hua ji cai liao de zui you tiao jian lai ying yong yu li yang qi dian chi 。ben ke ti tan suo le CeO2zuo wei zheng ji cui hua ji cai liao dui yu li yang qi dian chi de yang hai yuan he yang xi chu fan ying de cui hua zuo yong ,li yong fu ge 、biao mian gong cheng de fang fa lai ge cheng er yang hua shi na mi li fang ti ,tong shi jin yi bu yan jiu le CeO2zuo wei li yang qi dian chi zheng ji cai liao de dian hua xue xing neng biao xian yi ji xiang ying cui hua ji li 。yin ci ,ben ke ti zhu yao zai yi xia liang ge fang mian zhan kai :(1)li yong sheng wu kuang hua fa fu ge CeO2na mi li fang ti he fan dan bai dan tan ji ti ,yan jiu CeO2/IOCfu ge cai liao de li yang qi dian chi dian hua xue xing neng 、dui yu Li2O2chan sheng he fen jie de cui hua zuo yong 、chong fang dian guo cheng zhong fang dian chan wu Li2O2de xing mao bian hua 、chong fang dian guo cheng zhong CeO2/IOCde xing mao bian hua yi ji cheng fen bian hua 。(2)li yong liang bu shui re fa lai ge cheng CeO2na mi bang ,bing tong guo diao jie di er bu shui re de fan ying wen du lai diao kong CeO2na mi bang de yang kong wei han liang ,bing jin yi bu tan jiu yang kong wei han liang de ou bie yin qi de CeO2na mi bang cui hua huo xing de cha yi cong er dui li yang qi dian chi de xing neng chan sheng ying xiang 。ben ke ti di chu de liang chong gai shan CeO2cai liao zuo wei zheng ji cui hua ji yong yu li yang qi dian chi de fang fa ,huo de le ling ren man yi de xun huan shou ming he bi rong liang xing neng ,wei she ji guo du jin shu yang hua wu de zheng ji jie gou di gong le yi chong xin de sai lu 。ben ke ti de yan jiu yi yi zai yu :(1)ben ke ti di chu de jiang ju you gao cui hua huo xing de CeO2na mi li fang ti yu ju you you liang wen ding xing he dao dian xing de IOCfu ge ,jiang wei Ceji cui hua ji zai li yang qi dian chi zheng ji zhong de ying yong di gong li lun yi ju ;(2)ben ke ti zhong tan suo de bu tong yang kong wei nong du de CeO2na mi bang dui yang hai yuan he yang xi chu fan ying de dian cui hua zuo yong ,hui wei di gao ji ta jin shu yang hua wu cai liao zuo wei li yang qi dian chi zheng ji de dian hua xue xing neng di gong yi chong you xiao ke kong de ce lve 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自山东大学的侯越，发表于刊物山东大学2019-07-16论文，是一篇关于锂氧气电池论文,二氧化铈论文,氧还原论文,氧析出论文,山东大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自山东大学2019-07-16论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：锂氧气电池论文; 二氧化铈论文; 氧还原论文; 氧析出论文; 山东大学2019-07-16论文;