水系锌离子电池二氧化锰正极改性研究进展

水系锌离子电池(AZIBs)MnO_(2)正极材料由于具有较高的工作电压和低制造成本等特点而备受关注,MnO_(2)正极固有的导电性差和充放电过程中结构坍塌等问题,导致其比容量较低和循环稳定性较差,严重制约了AZIBs的发展。本文通过调研相关文献,综述了提高MnO_(2)正极材料电导率和循环稳定性的策略,重点介绍了MnO_(2)结构调控、纳米工程、掺杂改性和与高导材料复合等改性策略。通过分析不同晶体结构的MnO_(2)正极材料的电化学性能,建立了MnO_(2)晶体结构与电池比容量之间的构效关系。详细分析了不同的合成手段对MnO_(2)纳米形貌及电池比容量的影响,为不同形貌的MnO_(2)制备提供了指导。同时分析了元素体相掺杂以及高导电碳基材料的添加对MnO_(2)电导率和循环稳定性的影响规律。最后对高性能AZIBs用MnO_(2)正极材料的发展进行了展望,不同的改善策略可以混合使用,并起到协同作用。

结构陶瓷课程教学方法的探索与改进

结构陶瓷课程综合性强,是一门理论知识与实际生产应用紧密联系的专业课,在教学中容易出现授课内容陈旧、知识点难以理解、理论与实际脱节等问题。结合教学实际,从更新教学内容、改进教学方法、完善考核制度等方面着手,探讨了教学改革的思路与方法,希望为从事结构陶瓷课程教学的教师提供参考。

固体氧化物燃料电池阳极材料成份的优化规律

本研究借助第一性原理总能量计算法,针对可能用于固体氧化物燃料电池阳极材料的3～6周期金属元素及其氧化物,进行了稳定性、电学性能及力学性能等方面的研究。对工作条件下（高温、还原性气氛）阳极的结构形态、综合性能等的演化情况进行了研究分析,得到了金属/氧化物体系体模量、禁带宽度的变化趋势,及其与稳定性的关系。结果显示,位于生成趋势图中部区域的金属/氧化物稳定性适中,易于发生氧化/还原反应,可能是阳极工作条件下综合性能较优的原因,其中靠近金属区的元素更能为体系提供电子电导和催化活性,靠近氧化物区的元素更能为体系提供氧离子并增加稳定性,这些结果为不同条件下的阳极选择提供了理论指导。

固体氧化物燃料电池La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_(0.9)Ni_(0.1)O_(3-δ)对称电极的电化学性能

采用溶胶凝胶法合成了Sr、Ni共掺杂的La_(0.7)Sr_(0.3)Fe_(0.9)Ni_(0.1)O_(3-δ)(LSFNi)电极材料,研究了CO在LSFNi电极上的电化学氧化过程。研究结果表明:LSFNi与La_(0.8)Sr_(0.2)Fe_(0.8)Ni_(0.2)O_(3-δ)(LSGM)电解质和Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(2-δ)(GDC)之间具有良好的化学兼容性,同时LSFNi材料在5%H_(2)-Ar下的电导率随着温度的升高而增加,850℃时电导率达到0.85 S/cm。当以CO为燃料时,LSFNi-GDC/LSGM/LSFNi-GDC对称全电池在850、800、750和700℃下的最大功率密度分别达到470、288、196和130 mW/cm^(2)。对称全电池在CO下的极化电阻分别为0.64、1.01、1.83和3.82Ω·cm^(2)。与H_(2)燃料相比,CO电化学氧化的电荷转移过程和吸脱附过程较为困难,导致以CO为燃料的电池性能略低于以H_(2)为燃料时的性能。此外,对称电池在850℃和600 mA/cm^(2)的放电电流下电池的电压从0.719 V衰减到0.657 V,电池的衰减速率约为0.003 V/h。

固体氧化物燃料电池Sr系钙钛矿电极B位元素成分优化规律

采用第一性原理,对元素周期表中3~6周期52种元素作为固体氧化物燃料电池(SOFC)Sr为A位系列钙钛矿结构电极材料B位替换元素的相关结构相的结合能进行了系统计算,据此分析了各元素对生成立方相和六方相结构稳定性影响的趋势。通过对相关体系的成分比例进行推算,讨论了这些实验体系在稳定性趋势图中的分布规律,进一步对上述体系的实验数据进行分析,得到了以Mo-Fe-Co连线为中心的成分优化区域。根据相关氧离子扩散模型的计算,结果显示该区域形成的原因与氧空位形成能、迁移能以及禁带宽度均较为适中有关。以上理论结合实验的研究为电极材料的成分优化提供了理论指导。

固体氧化物电池Sr_(2-x)Fe_(1.5)Mo_(0.5)O_(6-δ)氧电极材料的电化学性能

本文系统研究了Sr缺位对Sr_(2-x)Fe_(1.5)Mo_(0.5)O_(6-δ)氧电极材料晶体结构、电导率和电化学性能的影响规律。结果表明Sr缺位导致晶胞体积增大,降低了氧溢出的温度,增强了材料内部晶格氧的活性,Sr_(1.95)Fe_(1.5)Mo_(0.5)O_(6-δ)材料具有最大的电导率为38.4 S/cm。Sr缺位提高了材料的氧还原反应活性,800℃时Sr_(2-x)Fe_(1.5)Mo_(0.5)O_(6-δ)、Sr_(1.95)Fe_(1.5)Mo_(0.5)O_(6-δ)、Sr_(1.9)Fe_(1.5)Mo_(0.5)O_(6-δ)对称电池在空气下的极化电阻分别为0.102、0.070和0.096Ω·cm^(2)。燃料电池模式下,阳极支撑的NiO-YSZ(SL)/NiO-YSZ(FL)/YSZ/SDC/Sr_(1.95)Fe_(1.5)Mo_(0.5)O_(6-δ)单电池在850、800、750和700℃下的峰值功率密度分别达到1459、953、682和420 mW/cm^(2)。电解池模式下单电池在20%H_(2)O-H_(2)、800℃和1.5 V电压下的电流密度达到-1300 mA/cm^(2)。同时电解池在800℃和-500 mA/cm^(2)条件下稳定运行了100 h,单电池的衰减速率约为0.001 V/h,表现出良好的运行稳定性。

高校党建工作在工程认证中协同性研究

必要性、可能性、实践性是进行高校党建工作在工程认证中协同发展研究必须要把握的三个重要方面。新时代不断为高校工作提供新思路,基于党建工作来提升高校学生思想道德素养,从而在本质上提高工程认证的实效性,是当前我国高校需要解决的重要问题。在工程认证中,要增强二者的协同性,应做到:更新传统观念,树立合作意识;搭建网络新媒体平台;各部门进行协同教育;提升教师协同能力。

共沉淀法合成Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2)-δ(SDC)电解质的电性能研究

采用碳酸氢铵共沉淀法制备固体氧化物燃料电池SDC电解质材料。通过研究沉淀剂与金属离子溶液的浓度比以及烧结温度对合成的粉体烧结活性能和电性能的影响规律,确定电解质烧结的最佳温度。

涂层在固体氧化物燃料电池金属连接体中的应用

固体氧化物燃料电池工作温度的降低,使铁素体不锈钢用作连接体成为了可能。这类连接体具有热导率高、导电性能好、热膨胀性匹配等优点,但也存在一些问题,如高价Cr的挥发以及抗氧化性弱等。涂层可以改善铁素体不锈钢的相关性能。本文综述了稀土氧化物涂层、钙钛矿涂层以及尖晶石涂层的涂层类型和涂覆方法,比较了在金属连接体中的应用效果。