导读:本文包含了碳阳极论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:废旧橡胶轮胎,热裂解,锂(离子)电池,碳材料
碳阳极论文文献综述
曲锴鑫,李雪,白延群,谢吉国,樊文琪[1]（2019）在《废旧橡胶轮胎热裂解产物用作锂(离子)电池碳阳极材料性能研究》一文中研究指出应用废旧橡胶轮胎在惰性气体保护下进行热裂解,经进一步处理得到了高纯的碳材料,通过扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FTIR)等结构表征,表明该裂解碳材料为多孔结构,具有较高的比表面积和电导率,可吸附和嵌入更多的锂离子.用该裂解碳材料做正极、金属锂做负极组成锂(离子)电池进行电化学性能测试,结果表明:该电极材料呈现较小的交流阻抗,首次放电容量达到567 mAh·g~(-1),远远高于目前商品化的石墨电极的理论比容量372mAh·g~(-1),充放电循环寿命测试等结果令人满意,有望取代石墨电极材料应用于电动汽车等动力锂(离子)电池中.(本文来源于《分子科学学报》期刊2019年05期）
朱江,王宝轩,林子敬[2]（2018）在《基于多物理场模拟的低水甲烷燃料固体氧化物燃料电池的抗积碳阳极设计（英文）》一文中研究指出本文采用与实验I-V曲线高度吻合的多物理场全耦合数值模型来模拟低水甲烷燃料SOFC的运行过程.基于抗积碳电流密度实验数据推导出的动力学积碳活性判据,利用多场耦合数值模型系统研究了电池工作参数和阳极扩散阻碍层厚度对阳极积碳倾向的影响.仿真模拟揭示了燃料利用率、电流密度、扩散阻碍层厚度和电池工作电压的相互关系.结果表明,在阳极添加400 um厚的扩散阻碍层是实现SOFC高功率密度和不积碳运行的最优设计.这种阳极结构设计对实现高效率低成本的SOFC技术具有重要意义.(本文来源于《Chinese Journal of Chemical Physics》期刊2018年05期）
朱江[3]（2018）在《固体氧化物燃料电池的性能退化模拟与抗积碳阳极设计》一文中研究指出固体氧化物燃料电池(SOFC)作为一种新能源技术,能够直接将燃料中的化学能转换为电能,具有能量效率高、污染排放小、燃料选择性多等优势,有着广阔的发展前景。由于SOFC工作在高温(600-1000摄氏度)下,电池材料的退化也变得更加显着,由此导致的长期稳定性不足是阻碍SOFC商业化的一大障碍,成为了研究的热点之一。实验方法是SOFC研究的基础,但由于其存在耗时长、花费高等特点,因此理论计算与数值模拟逐渐成为了有效的补充方式。理论计算与数值模拟效率较高而且成本低,可以深入地分析电池材料的微观结构与有效性质的关系,考察微结构的改变对于电池性能的影响,为材料结构演变导致的性能退化提供具体信息,进而协助材料结构的优化。数值模拟还能提供电池内部的组分、电流等的分布情况,为电池结构与工作条件的设计与优化提供支持,对于SOFC技术的发展具有重要的价值。本博士学位论文的主要工作是通过模拟仿真技术研究由于材料性质变化而导致的SOFC长期性能的退化。下面对于各个章节的主要内容进行简单的介绍。第一章首先介绍了 SOFC的发展历史以及未来的前景,指出了 SOFC技术的优势与缺点,之后详尽的介绍了 SOFC的几何结构与组成元件,对于每个元件的材料选择进行了详细的说明,然后给出了 SOFC的工作机理,并详细介绍了影响SOFC长期稳定性的各电池组件的材料退化现象和其机理,最后,对于目前SOFC多尺度模拟仿真的研究进展以及模拟技术在SOFC性能退化方面的应用情况做了简要的介绍。第二章针对SOFC部分核心组件的材料退变进行了简要介绍与理论分析,建立了包括气体输运、电化学反应和电流传导的多物理场耦合模型,通过数值模拟对由于材料微观结构的演变而导致的SOFC的长期性能退化行为进行了分析。模型考虑了典型的SOFC材料:Ni-YSZ阳极、氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)电解质与SS430连接体的材料演变。Ni-YSZ阳极的退化归因于Ni颗粒粗化导致的阳极电导率和叁相线(TPB)长度的下降,SS430连接体的退化是基于连接体表面氧化层生长导致的电阻增加,YSZ电解质的退化是基于YSZ离子电导率由相变导致的下降。模型量化地给出了几种材料退化对于电池长期性能各自与综合的影响,并表明通过对连接体添加抗氧化涂层和对阳极进行微结构设计,可以使电池的长期性能退化速率降低,从而符合SOFC的商业化要求。第叁章首先建立了一个包含气体输运、电化学反应、化学反应、电流传导和热传导的多物理场耦合模型,通过数值模拟,研究分析了扩散阻碍层对于以低水碳比甲烷为燃料的纽扣SOFC的抗积碳效果,并通过与实验数据拟合得到的基于动力学的积碳活性判据表达式建立了抗积碳效果与电池的燃料利用率之间的关系,即电池的燃料利用率越高,则积碳活性越低。之后依据不同的甲烷重整反应表达式和积碳判据公式,提出了针对平板SOFC阳极的扩散阻碍层的结构设计。通过计算分析,得到了扩散阻碍层发挥积碳效果应满足的材料要求和工作条件,能够满足在800度下使用润湿甲烷(3%H20)而避免积碳发生。第四章研究了 LSCF在SOFC中作为单相电极、复合电极以及纳米浸渍电极使用时的电化学性质,给出了具体的电极有效电导率与电化学反应面积的公式,并且根据公式得到了单相LSCF电极与LSCF纳米浸渍电极的有效性质随着LSCF的颗粒半径的变化关系,研究表面,LSCF颗粒半径的减小对于电池性能的提升具有明显的效果。之后根据实验小组给出的颗粒半径增长公式,计算得到了纳米浸渍LSCF电极的颗粒粗化对于电池性能的影响,600度时其退化速率为0.153%/1000小时,符合退化速率的要求。第五章对整个论文的内容进行了总结。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-01）
唐维[4]（2018）在《希瓦氏菌/介孔碳阳极界面生物电催化机制研究》一文中研究指出微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs)可以利用微生物自身的代谢能力将有机物的化学能转换为可直接利用的电能,是近年来引人关注的绿色能源技术。它最大的特点是能够利用废水中的有机质产电,从而在废水处理及环境修复中有着良好的应用前景。目前,MFCs较低的功率输出严重的限制了它作为电源装置的发展和实际应用。电池结构、质子交换膜的质子传导率、阴阳两极的催化能力和微生物的电活性等因素都会影响MFCs的产电性能。其中,阳极的生物-电催化过程是目前认为是决定MFCs输出性能的关键因素,而迟钝的生物膜/电极界面电子转移则是该过程中的限速步骤,也是限制MFCs技术发展的瓶颈所在。纳米结构阳极的应用是解决MFCs发展瓶颈的有效手段。介孔碳作为一种性能优异的纳米材料,具有均一孔径、大孔容、高比表面积、导电性优良和生物兼容性等独特的性质,在超级电容器、锂离子电池、氧还原催化等领域有着广泛的应用。但目前,关于MFCs阳极材料的相关文献还比较少,而且在有限的报道中,其表现出的生物-电催化性能并不如预期的那么好,似乎其大部分孔的面积并没有被充分利用。基于此,本论文通过设计改变介孔碳的表面性质和改变介孔碳的孔隙结构的阳极材料出发,以Shewanella putrefaciens(S.putrefaciens)CN32为产电菌株,研究了它们对S.putrefaciens CN32阳极生物电催化的作用和微生物电极界面电子传递的相关机制。主要研究内容及结果如下:(1)首先采用浓硝酸酸化介孔碳(CMK-3),制备了MC-H,然后采用简单的化学反应法将氨基末端离子液体修饰在酸化后的介孔碳上,制备了MC-IL。将其用于S.putrefaciens CN32 MFCs中,探索介孔碳表面性质对电极界面生物电催化的作用。相关物理化学表征表明,经离子液体修饰后,介孔碳的孔隙结构几乎没有什么改变,孔体积略有减小,比表面积有所降低,但是却显示了较好的生物电催化性。其原因是由于带有正电荷的咪唑基中和了介孔碳表面的负电荷,从而增加了电极与表面带负电的S.putrefaciens CN32细胞间的黏附,提高了电极上细菌生物膜的载量。此外离子液体的良好导电性能促进了黄素类电子介体在MC-IL阳极材料界面上的氧化还原反应。结果表明,MC-IL阳极的最高功率密度为1388mW/m~2,是MC阳极的1.2倍。离子液体表面修饰介孔碳增强了MFCs阳极的生物电催化性能,为MFCs的实际应用打开了一种新的思路。(2)介孔碳具有高比表面积,能为黄素类电子介体的氧化还原反应提供大量活性位点,理应大幅提高MFCs的产电功率。然而,MC阳极的产电性能常常不令人满意,似乎大部分的孔隙表面都不能用于阳极发生氧化还原反应,但其原因并不清楚。在此基础上,我们以二氧化硅为硬模板,以蔗糖为前驱体,制备了具有叁种不同孔隙结构的介孔碳(包括CMK-3)材料,用于探索介孔结构在S.putrefaciens CN32 MFCs中对生物电催化过程的影响机制。研究结果显示,与具有3nm通道型介孔的CMK-3(MC-I)和具有14nm球形孔的MC-II相比较,有40~60nm球形孔的MC-III具有较好的生物电催化性能,尽管MC-III的比表面积低于MC-II和MC-I。其中的原因可能是,在生物膜和电极之间的界面上,MC-III的大尺寸球形介孔为黄素的氧化还原反应提供了良好的孔隙结构。而较窄的介孔由于受到双电层的影响,其孔内面积并不能有效利用,从而使其实际的电化学活性面积远小于其物理比表面积。结果显示,MC-III阳极的最高功率密度为1700mW/m~2,是CMK-3阳极的1.6倍。这表明在基于黄素的界面电子传递过程中,大孔径的球形介孔比窄的通道型介孔更有利。这将为MFCs系统中介孔阳极的设计提供一些新的思路。(本文来源于《西南大学》期刊2018-04-03）
刘方松[5]（2017）在《复杂原料生产碳阳极的关键技术研究及应用》一文中研究指出受多重因素影响,石油焦品质下降,进厂石油焦质量呈多变趋势,本文通过对复杂原料微量元素的特性进行细致分析研究,扬长避短制定了一套完整的应对措施,为产品质量提高提供保障。(本文来源于《世界有色金属》期刊2017年17期）
秦德才[6]（2017）在《钠离子电池生物质碳阳极制备、改性及电化学性能研究》一文中研究指出锂离子电池技术在商业化已取得巨大成功,但考虑到大规模应用,如电网和电动汽车等相关的发展,以及锂源不平衡地理分布和成本较高问题,锂离子电池面临较大挑战。基于资源丰富、成本低廉的钠离子电池,有望成为下一代储能设备。由于具有较高的钠离子存储容量和较低的存储电势,硬碳材料引起研究者的广泛关注。生物质由于分布广泛,收集容易,成本廉价且易于加工,是合成硬碳材料的优异碳源。本文拟从生物质来源、碳基材料制备及改性和全电池应用等方面入手,利用玉米秸秆(玉米秸秆外皮和内芯两种)和小麦秸秆为碳源,经高温碳化合成硬碳材料。将其用作钠离子电池负极材料,通过物理表征和电化学测试,研究了生物质种类和成分、碳化条件以及碳材料微结构对钠离子存储的影响,具体研究内容如下:(1)钠离子半径较大,需要较大的碳层间距来满足其脱嵌过程。通过设计高温碳化及化学膨化相结合的合成方法,扩大碳层间距及表面部分功能化,合成了叁种硬碳材料。利用SEM、HRTEM、XRD、Raman光谱及BET表征,研究了碳材料的形貌及微观结构。结果表明,碳材料保留了天然蜂巢状的横截面和空心管状阵列的纵截面结构,并产生了丰富的大孔和微孔。叁种材料的(002)碳晶面间距,均大于石墨的0.335 nm。电化学测试表明,较高温度碳化(1200°C对比900°C)的材料表现出优异的钠离子存储性能,包括较低的不可逆容量损失,较高的循环稳定容量和倍率性能。其中玉米秸秆外皮为碳源合成的材料(CRCS-1200)其电化学性能最优。电化学测试显示,在0.25 C(1C=200 mA g-1)下,循环200圈后CRCS-1200表现出231 mAh g-1稳定的可逆容量,在1 C下循环300圈后表现出144 mAh g-1的容量;在大倍率15 C下,循环2000圈后表现出46 mAh g-1稳定的可逆容量。oC(2)采用玉米秸秆外皮作为碳源,通过水热预碳化处理,结合高温碳化与化学法膨化处理,以乙二胺为氮源制备氮掺杂碳材料(HCRN)。利用SEM、TEM、XRD、Raman及XPS表征,研究了材料的形貌、微结构,获得了7.4%的氮掺杂含量。微观结构表明,HCRN为微米碳球兼部分碳片,这都有利于钠离子和电解质扩散。电化学测试显示,在0.25 C下,循环200圈后CRN表现出269 mAh g-1稳定的可逆容量(1C=200 mA g-1);在1 C下,循环500圈后表现出215 mAh g-1稳定的可逆容量,接着在大倍率25 C下超长寿命循环3000圈后仍表现出108 mAh g-1稳定的可逆容量,同时,HCRN表现出优秀的倍率性能。以上结果显示氮掺杂碳材料后,电池的储钠性能有显着提高。(3)以廉价的磷酸二氢铵为氮、磷源,采用一步水热法合成了N、P元素双掺杂的碳材料(CRNP),以提高碳基材料的离子及电子传输效率,提高电池的容量。通过SEM、TEM、XRD、BET及XPS等表征,研究了CRNP的形貌及微结构。CRNP微观结构表明其由碳片组成。电化学测试显示,在0.25 C下,循环100圈后CRNP表现出276 mAh g-1稳定的可逆容量,接着在1C下循环200圈后仍表现出201 mAh g-1的放电比容量;另外,材料表现出更加优秀的倍率性能,且在5 C下接着循环至2000圈后表现出128 mAh g-1的放电比容量。(4)以CRNP为负极,C@NaCrO_2为正极材料,构筑钠离子全电池,研究了其综合性能。电化学测试表明,在50 mA g-1的电流密度下表现出64.2 mAh g-1稳定的可逆容量,同时获得119.84 W h kg-1的能量密度。这显示了较好的CRNP材料在钠离子全电池中具有潜在的应用价值。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2017-03-01）
吴晓梅[7]（2015）在《DCS在碳阳极生产中的应用》一文中研究指出DCS集散控制系统以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。本文参照某厂碳阳极生产中对DCS集散控制系统的应用实例,对DCS控制系统的硬件配置、软件配置和控制策略进行了详细的阐述,提出了DCS控制系统在碳阳极生产过程中的重要性,为其在同类生产过程控制提供了一定的经验。(本文来源于《数字技术与应用》期刊2015年04期）
黄佐菊[8]（2015）在《熔融LiF-NaF-KF体系中碳阳极的电解过程研究》一文中研究指出采用恒电势电解法对熔融Li F-Na F-KF阳极过程进行研究并对产生的阳极气体进行分析。实验发现,阳极过程主要取决于阳极电极电势,当电势在小于4.5 V时,只有CO和CO2产生,且主要成分为CO2;当电势大于4.5 V时,氟离子开始放电,同时氧离子仍然参加反应,但CO2的浓度急剧降低,此时阳极气体主要成分是CO和C2F6。因此,在电解过程中必须严格控制电解电势,阻止阳极效应产生。(本文来源于《电子技术与软件工程》期刊2015年06期）
冯鲁兴,薛济来,李想,郎光辉,包崇爱[9]（2015）在《铝用碳阳极电流密度对其孔隙结构和碳渣量的影响》一文中研究指出为了探究铝电解过程中碳阳极底面中心与边缘区域不均匀消耗问题,采用图像分析方法对铝用碳阳极底面中心及边缘区域在不同电流密度下孔隙结构及其演变过程进行分析表征,考察孔径分布、孔隙率、视孔隙比表面积、连通性、形状因子等孔隙结构参数,碳渣量与阳极电流密度之间的关系。结果表明:从阳极底面中心到边缘区域,孔隙率、视孔隙比表面积及连通性均增大,形状因子逐渐减小;随电流密度升高,中心区域孔径变化不大,但边缘区域孔径800μm以上变化较大;孔径800~1 500μm大孔隙主要是骨料脱落而形成碳渣,600μm可能是碳渣形成的临界孔径;当电流密度为0.75和1.00A/cm2时,阳极底面边缘碳渣量大于中心区域的,当电流密度为0.80~0.90A/cm2时,碳渣量较少且无明显区域差异。(本文来源于《中国科技论文》期刊2015年06期）
凌意瀚,王振斌,汪志全,彭冉冉,林彬[10]（2015）在《一种稳健的固体氧化物燃料电池抗积碳阳极（英文）》一文中研究指出固体氧化物燃料电池是一种有应用前景的绿色能源转化装置,目前得到了广泛关注,然而传统的Ni基金属陶瓷阳极容易因积碳而失活是固体氧化物燃料电池商业化的一个发展瓶颈.本研究基于低成本的中温固体氧化物燃料电池,发展了一种稳健的具有纳米网状结构的Ni-Ti O2-δ阳极材料,以潮湿的甲烷为燃料展现了良好的电化学性能和长期稳定性.结合X射线衍射、X射线光电子能谱、电子顺谱共振及高分辨透射电镜等测试结果,揭示了Ni Ti O3阳极支撑体原位还原形成了具有纳米网状结构的Ni/Ti O2-δ新型阳极,可以吸附大量的水,从而可以通过水重整过程有效地实现积碳转移.密度泛函理论计算解释了积碳转移过程,在阳极的叁相界面处,被Ti O2-δ吸附的水解离的OH与Ni吸附积碳发生电化学反应生成CO和H,进而氧化成CO2和H2O.(本文来源于《Science China Materials》期刊2015年03期）
碳阳极论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文采用与实验I-V曲线高度吻合的多物理场全耦合数值模型来模拟低水甲烷燃料SOFC的运行过程.基于抗积碳电流密度实验数据推导出的动力学积碳活性判据,利用多场耦合数值模型系统研究了电池工作参数和阳极扩散阻碍层厚度对阳极积碳倾向的影响.仿真模拟揭示了燃料利用率、电流密度、扩散阻碍层厚度和电池工作电压的相互关系.结果表明,在阳极添加400 um厚的扩散阻碍层是实现SOFC高功率密度和不积碳运行的最优设计.这种阳极结构设计对实现高效率低成本的SOFC技术具有重要意义.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
碳阳极论文参考文献
[1].曲锴鑫,李雪,白延群,谢吉国,樊文琪.废旧橡胶轮胎热裂解产物用作锂(离子)电池碳阳极材料性能研究[J].分子科学学报.2019
[2].朱江,王宝轩,林子敬.基于多物理场模拟的低水甲烷燃料固体氧化物燃料电池的抗积碳阳极设计（英文）[J].ChineseJournalofChemicalPhysics.2018
[3].朱江.固体氧化物燃料电池的性能退化模拟与抗积碳阳极设计[D].中国科学技术大学.2018
[4].唐维.希瓦氏菌/介孔碳阳极界面生物电催化机制研究[D].西南大学.2018
[5].刘方松.复杂原料生产碳阳极的关键技术研究及应用[J].世界有色金属.2017
[6].秦德才.钠离子电池生物质碳阳极制备、改性及电化学性能研究[D].南京航空航天大学.2017
[7].吴晓梅.DCS在碳阳极生产中的应用[J].数字技术与应用.2015
[8].黄佐菊.熔融LiF-NaF-KF体系中碳阳极的电解过程研究[J].电子技术与软件工程.2015
[9].冯鲁兴,薛济来,李想,郎光辉,包崇爱.铝用碳阳极电流密度对其孔隙结构和碳渣量的影响[J].中国科技论文.2015
[10].凌意瀚,王振斌,汪志全,彭冉冉,林彬.一种稳健的固体氧化物燃料电池抗积碳阳极（英文）[J].ScienceChinaMaterials.2015