MnO_2基超级电容器电极材料

超级电容器作为一种新型的储能装置,具有长寿命、高功率等特点,在诸多领域内有广泛的应用前景。在影响超级电容器性能的所有因素中,电极材料的性能起着决定性的作用。二氧化锰(MnO2)具有原料易得,价格低廉,来源广泛,环境友好等优点。综述了MnO2超级电容器电极材料的储能机理,纳米MnO2的微观结构与电化学特性之间的关系,并从纳米MnO2的制备及其综合改性角度,综述其合成、掺杂改性、复合方法在MnO2基电极材料的新进展,指出了MnO2基超级电容器电极材料的主要研究方向。

氮杂环咪唑离子液体用于水系锌离子电池负极无枝晶保护

根据可持续发展的需要以及更好地去实现碳达峰、碳中和,水系锌离子电池由于其安全可靠、成本低及离子电导率高等特点逐渐进入人们的视线。相比于传统的锂离子电池,可充电的水系锌离子电池具有很高的安全稳定性,同时,锌金属资源丰富、理论容量(820 mA·h/g)高、氧化还原电位(-0.762 V(vs.SHE))低,这也缓解了金属锂的资源压力。但是,电解质中的活性水会严重腐蚀锌负极,发生析氢反应(HER),并产生羟基硫酸锌(ZHS)等副产物以及引起枝晶生长,从而使电池循环性能大大降低,达不到储能要求。结果表明,通过离子液体添加剂优化水系锌离子电解液,实现了循环过程中无枝晶的锌负极,其中氯化1-氰丁基-3-甲基咪唑(MCBI)添加剂在最佳添加浓度条件下,Zn//Cu半电池200圈库伦效率可达99.37%,Zn//Zn对称电池在小电流密度下可稳定循环1600 h以上,即使在10 mA/cm^(2)、5 mA·h/cm^(2)下也能稳定循环1000 h以上;全电池循环500次后依旧有88.5%的高容量保持率。这项工作解决了水系锌离子电池枝晶问题,并在优化电解质体系方面提供了一个全新的视角。

Ni-Co双金属氧化物纳米结构制备及其在超级电容器中的应用

超级电容器作为一种新型的储能器件,近年来已经成为电化学储能领域的研究热点。在各种电极材料中,过渡金属氧化物是较理想的选择,这是由于它们在电极/电解液界面可发生快速可逆的法拉第氧化还原反应。本文采用水热法通过调剂反应源镍、钴元素的比例获得不同比例的Ni-Co双金属氧化物纳米棒。结果表明,双金属氧化物Co1.29Ni1.71O4和NiCo_2O_4双金属氧化物的比电容值明显高于单金属NiO和Co_3O_4,表现出较好的倍率特性。因此,双金属氧化物的实施为解决过渡金属氧化物循环性能和倍率特性不足的问题提供了一条新的途径。

Li-Fi技术的发展与应用现状

在互联网通信高速发展的今天,人们对数据信息传输的速率和质量的有了愈来愈高的需求。但是,在目前的射频通信领域中,人们对数据传输的需求日益增加,这使得原本有限的频谱资源更加短缺。Li-Fi技术,具有可用频带宽、通信储量大、传输效率高以及能耗低等特点,得到通信领域的广泛关注。本文从Li-Fi技术的发展历程出发,对文中涉及到的Li-Fi基本概念做了界定,进而分析了Li-Fi的工作原理,接着介绍了Li-Fi的特点及应用,为随后的研究奠定了基础,然后通过对国内外Li-Fi技术发展现状的分析,引出了对Li-Fi技术发展前景的展望。

新工科本硕博创新创业共同体的构建与实践模式探索

为支撑国家创新驱动发展,对大数据、人工智能、光电信息等新工科拔尖创新人才的教育改革更为迫切。开展以学生为主体的创新创业实践教育活动改革,充分激发大学生双创实践活动的创造性和能动性,构建“本-硕-博”创新创业共同体,加强不同学科、专业和阶段的“本、硕、博”之间的交流、合作与碰撞。从制定学校政策保证制度、建设稳定的高水平导师队伍、确立共同体人才培养方案及健全选拔与退出机制等角度,构建本硕博双创共同体的创新实践模式,对于新工科背景下提升大学生双创教育质量有重要意义。

铜基硫族化合物电催化二氧化碳还原制甲酸盐的研究进展

因电催化二氧化碳还原反应(CO_(2) reduction reaction,CO_(2)RR)助于降低大气二氧化碳浓度缓解环境问题,还可以生产高附加值化学品,引起了广泛关注。甲酸盐作为二氧化碳电还原的重要产物之一,在化工、燃料电池等领域广泛应用。铜基硫族化合物(CuxS)由于价格便宜、催化性能优异等优点有着广阔的应用前景,基于此研究者们在纳米结构调控、电解液优化和反应气组分控制等方面展开了大量研究以提升其在电催化CO_(2)RR中的催化活性和甲酸盐产物选择性。主要从催化剂结构设计、催化影响要素、催化反应机理等多角度综述了近期CuxS在电催化CO_(2)RR领域的研究进展,提出了CuxS在CO_(2)RR领域中主要面临的挑战;展望了CuxS族催化剂作为高活性、高稳定性二氧化碳电还原催化剂的发展前景。

水系锌离子电池的稳定性优化策略

随着全球的环境恶化日益加剧,如何提高可再生能源的利用效率逐渐受到人们的关注。其中,水系锌离子电池相比锂离子电池及其他离子电池,在安全性和低成本等方面表现较为出色而成为当前研究热点。然而,水系锌离子电池面临着阴极材料的性能衰减、锌阳极的枝晶、副反应以及电解液消耗等问题,导致循环稳定性低,使其应用受到极大的限制。目前,针对水系锌离子电池循环稳定性低的优化策略方面还没有得到系统的总结和归纳。本文针对循环稳定性的优化这一问题,从阴极的空位、掺杂、包覆、复合和阳极的3D结构、表面改性、无锌金属设计还有电解液的离子诱导、去溶剂化结合水、原位固体电解质界面(SEI)以及隔膜和集流体的材料设计等角度,分别对水系锌离子电池阴极材料、锌阳极和电解液等方面进行了系统性的总结。并且,本文还提出了相关优化策略仍需探究的机制、适用材料体系等问题,最后对未来的研究方向做出展望。

NH_(4)^(+)插层Mo掺杂MnO_(2)阴极实现强键合作用助力超稳定水系锌锰电池

水系可充电锌/二氧化锰电池因其成本低廉、能量密度高而引起了广泛关注.然而,缓慢的反应动力学和MnO_(2)阴极的歧化反应以及不可逆的相变现象对其发展造成了严重阻碍.在此,我们选用了Mo掺杂α-MnO_(2)(Mo–MnO_(2))作为阴极材料,通过铵根离子插层机制所形成的N–H···O强键合作用来稳定Mo–MnO_(2)的2×2隧道结构,并且有效抑制了Mn^(3+)溶解,在质子插入/脱出过程中不会引起晶格的畸变,进一步提高了其循环稳定性.获得的Mo–MnO_(2)正极在100 mA g^(−1)时表现出265.2 mA h g^(−1)的高比容量和364.3 W h kg^(−1)的能量密度.在2.0 A g^(−1)下1000次循环后,容量保持率达95.2%.这项工作有助于深入了解非金属阳离子在电极主体材料间的键合作用,为设计具有高能量密度和长期循环能力的水系锌离子电池提供了新思路.