高载量锂硫电池正极设计优化

高载量硫正极是研发高能量密度锂硫电池的必要先决条件。然而,硫载量的提高不可避免地会引起正极导电性不良、多硫化物转化动力学缓慢,穿梭效应加剧等问题。本文从化学工程的角度出发,重点关注高载量硫正极中的传质和反应过程,综述了性能优良的高载量锂硫电池正极设计思路。具体而言,从增强电子传导、改善锂离子传质、优化反应动力学、抑制多硫化物穿梭这四种研究思路出发,对比了不同优化策略之间的优劣性,并提出下一代高硫载量硫正极设计的探索方向。分析表明,基于吸附-催化双重功能的三维高导电正极具有巨大发展前景。从应用层面考虑,本文还关注了高载量正极设计中常被忽视的安全性问题,探讨了削弱正极诱导并从源头降低热失效风险的可行性,旨在为研究人员优化高载量(≥4mg/cm^(2))正极设计方案时提供实用指导。

生物基材料应用于界面光热水蒸发系统的研究进展

太阳能驱动界面光热水蒸发技术是一种新型绿色节能的清洁水再生技术。光热转换材料作为关键组成部分,具有重要的研究意义。其中,生物基光热材料因其丰富性、生物可降解性、低导热性、天然独特的结构以及成本低廉等特点,引起广泛研究关注。旨在展望基于生物基材料的界面光热水蒸发技术发展趋势,该文首先介绍了界面光热水蒸发系统基本机制,根据材料来源详细综述了生物基光热材料的类型,对生物基界面光热水蒸发系统结构进行简要论述。最后,针对目前生物基界面光热水蒸发系统的研究现状进行总结并展望了未来几个重点研究方向。

MnO_(2)@ACFF中间层强化高载量硫电极性能稳定性作用

为提高碳材料对聚硫化物的吸附能力,将MnO_(2)原位化学沉积于活性碳纤维炭毡(ACFF)的碳纤维表面,得到了聚硫化物吸附强化的多孔导电材料(MnO_(2)@ACFF)。将其作为中间层设置于隔膜和硫电极之间,有效控制了高载量硫电极的聚硫离子穿梭,提高了活性物质利用率和库伦效率,降低了电极极化和电化学反应阻抗,提高了电极循环稳定性,避免了锂硫电池的突然失效。在2 mA/cm^(2)的电流密度下,载硫量为15 mg/cm^(2)的硫电极经过350次充放电循环仍保有430 mA·h/g的比容量。提高硫电极载硫量虽然使电极的循环稳定性下降,但载量为20 mg/cm^(2)和30 mg/cm^(2)的硫电极0.1 C下经过100次循环,仍分别保有736 mA·h/g和446 mA·h/g的比容量,比容量保持率为65%,而且面积比容量和面积比能量也能分别保持64%和42%,高于当前锂离子电池的面积比容量和面积比能量。

骨骼肌纤维类型与运动训练

通过查阅了有关肌纤维类型研究的文献资料,本文对肌纤维类型的研究现状作了较全面的阐述,并且探讨了肌纤维类型研究的一些新动向,以期为运动训练提供了理论基础。

体适能对我国学校体育教学的影响探析

"体适能"是描述人体机能对环境适应能力的一个概念,同时它也是人体健康状况的一个衡量标准。该名词的出现对我国学校体育教学产生了广泛的影响。本文采用文献资料法和逻辑推理等方法,在体适能理念的指导下,着力探求体适能对我国学校体育教学的影响情况,进而为我国学校体育教学的发展方向提供参考。

多媒体技术在高校乒乓球教学中实施效果的实验研究

近几十年来,多媒体技术在我国高校体育专业课堂上逐渐为广大体育教师所青睐。而乒乓球教学方法是乒乓球教学的重要组成之一,是实现乒乓球教学目标、完成教学任务的手段。本文结合高校乒乓球教学实际,通过文献资料法、教学实验法和问卷调查法对高校体育教育专业乒乓球普修课在实施多媒体教学环境下的教学效果进行研究,以期为乒乓球技术的教学与训练提供参考。

高校体育教学中实施心理健康教育的对比分析

本文以西安财经学院行知学院学生为调研对象,对比分析了在体育教学中实施心理健康教育的情况及存在问题的原因,并提出了体育教学中实施和改进心理健康教育的建议,以期促进大学生的身心健康,实现全面发展。

提升高校体育课堂教学有效性的策略研究

伴随国家对高等教育重视度的不断提高,高校体育教学改革步伐不断加快,这就对高校体育课堂教学提出了更多的要求。但是我国大部分高校体育教学质量较低,其教学改革深度不够,这便影响学生身体与心理的全面发展。本文通过对提升高校体育课堂教学有效性的意义进行阐述,指出目前影响高校体育教学有效性的因素,进而指出如何有效提升高兴体育课堂教学有效性的策略。

高校体育课堂教学中学生创新能力培养

随着我国教育改革的不断深入,教育目标逐渐趋于为社会培养大量的创新型、全面型的高素质人才,满足当代的人才需求。与此同时,人们的学习需求和思维模式也发生了很大的转变。创新作为推动经济发展的动力,如何在体育课堂上培养学生创新能力成为体育教学的重要研究课题。因此,本文将以培养学生的学习兴趣为出发点,提高学生的学习积极性、创设良好的教学情境、指导学生成立合作小组等多个方面探讨如何在体育课堂中培养学生的创新能力。

贮氢电极材料与氢化物—镍电池的进展

本文就贮氢电极材料与氢化物-镍电池的研究进展进行最新评述。首先讨论了氢化物电极的主要工作特性及对贮氢电极材料性能的基本要求,着重评述了四个系列的多元贮氢合金电极材料,并介绍了最新研制成功的氢化物-镍电池的性能及其发展前景。

金属硼化物对LiBH4的去稳定化作用(英文)

硼氢化锂(LiBH4)因其高达18.4wt%的含氢量而被用于贮氢材料的研究。但LiBH4放氢和再氢化温度较高,因此如何使其去稳定化(destabilization)从而降低其放氢温度成为研究的热点之一。本文报告了金属硼化物MB2(M=Mg,Ti,Zr)和MB6(M=Ca,La)对LiBH4的去稳定化作用。MB2的添加使LiBH4的放氢温度从450℃降低至350℃,而MB6对LiBH4放氢温度的降低作用更大;而且这些金属硼化物还能有效促进LiBH4放氢后的再氢化反应。XRD,FT-IR,DSC和MS等分析结果表明,金属硼化物在LiBH4的首次放氢过程中起着催化剂的作用,并参与随后的再氢化反应。

偏硼酸钠与镁和氢反应的硼氢化钠生成(英文)

高的氢压和反应温度有利于片硼酸钠与镁和氢反应生成硼氢化钠,但温度接近镁的熔点时不利于硼氢化钠的生成。在反应物中添加铁、镍和钴将加速硼氢化钠的生成,而铜的加入却阻碍硼氢化钠的生成。

静电自组装方法合成的具有多孔三维网络结构的Fe_3O_4/石墨烯复合材料作为高性能锂离子电池负极材料(英文)

采用静电自组装方法,分两步合成Fe(OH)3/GO前驱体(GO:氧化石墨烯),再通过水热反应和600°C高纯氮气气氛下煅烧,获得了Fe3O4/石墨烯复合材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、拉曼(Raman)光谱等多种分析,发现该复合材料具有三维多孔石墨烯网络结构.把合成的这种Fe3O4/石墨烯复合材料作为锂离子电池负极材料,电化学测试结果表明其具有优良的电化学性能:首次放电容量为1390 mAh·g-1,50次循环后容量为819 mAh·g-1.通过对比实验表明,三维石墨烯网络结构的形成对复合材料的电化学循环稳定性起着关键作用.

基于离子传导增强的多孔催化剂及其直接硼氢化钠燃料电池的研究

多孔碳材料具有比传统碳载体更大的比表面积,具备担载更多电催化活性位点的能力。但多孔催化剂的孔内传质阻力较大,特别是孔内离子难以有效传导,导致电极反应的活性位利用率低下,电极过电位增大。直接硼氢化钠燃料电池(DBFC)是一种电动势高,无需贵金属作为催化剂的高能量密度碱性燃料电池,但较大的阴极极化导致电池能量密度难以提高。强化阴极催化剂的离子传导能力是降低阴极极化的有效手段之一。将阳离子交换树脂(Nafion)真空灌注于多孔催化剂孔道内可强化阳离子传导,以此提高催化位点利用率。得到的产物通过球磨粉碎得到外表面无树脂覆盖的催化剂粒子,以此避免树脂对粒子外表面覆盖对电子导电性的影响,从而降低电极极化提高催化性能。研究表明,以葡萄糖为碳源、吡咯为氮源、硝酸钴为过渡金属源制备的阴极催化剂,通过电子、离子传导强化处理,催化性能显著提高。使用了强化处理的催化剂的DBFC,室温下最大功率密度达到了280 mW×cm^(-2),其性能超过了铂的质量分数为28.6%的碳载铂催化剂。

吸附聚硫化物的高性能g-C_3N_4/大孔碳复合材料及其在锂硫电池中的应用

为提高碳材料对聚硫化物的吸附能力,将三聚氰胺-二甲亚砜(DMSO)混合溶液真空灌注至大孔碳(MPC)孔道,并通过干燥和煅烧,在MPC孔道内壁均匀担载氮化碳(g-C_3N_4),得到复合材料g-C_3N_4/MPC。研究表明,g-C_3N_4/MPC中由于g-C_3N_4和MPC的协同作用,强化了聚硫化物的吸附,有效抑制了聚硫化物穿梭,改善了以其为载硫材料的锂硫电池循环性能。另外,MPC和三聚氰胺的较佳质量比为1:1,所得g-C_3N_4/MPC具有良好的聚硫化物穿梭抑制效果,而且硫电极的导电性也得到有效改善,所制备的电池表现出优异的循环性能和倍率放电性能。

锂离子电池负极材料纳米Ni_3Sn_2的溶剂热合成与电化学性能(英文)

采用溶剂热法合成锂离子电池负极材料纳米Ni3Sn2合金粉末并研究了该合金粉末作为新型锂离子二次电池负极材料的电化学性能。合成的合金粉末经过了XRD和FESEM的表征,采用Li/LiPF6(EC+DMC)/Ni3Sn2模拟电池测定合成的合金粉末的电化学性能。研究表明,该合金粉末的首次可逆容量为136mAh.g-1,退火后的合金粉末表现出更好的循环稳定性。

用TiO_(2)、LiBH_(4)和Mg低温制备TiB_(2)纳米晶体

TiB_(2)是一种超高温陶瓷材料,通常采用碳热、硼热法在1000℃以上的高温制备,其纳米晶体的制备一直是个难题。在本研究工作中,采用TiO_(2)、LiBH_(4)和Mg在600~800℃成功制备并分离提纯出了10~20 nm的TiB_(2)纳米晶体。在反应中,LiBH_(4)既作为硼源,又作为还原剂,而Mg则作为助还原剂。该反应使TiO_(2)在600℃全部转化为TiB_(2)纳米晶,并通过800℃的保温使纳米晶体得到适度长大。最终获得粒度均匀、形貌规整、结晶度好的圆盘状TiB_(2)纳米晶。

常温下以甲烷为燃料的质子交换膜燃料电池发电可行性研究

尝试了常温下以甲烷为燃料的质子交换膜燃料电池发电的可能性,研究了温度和阳极催化剂对其燃料电池开路电压和放电性能的影响。结果表明,甲烷在常温下能够进行电化学氧化,随着电池工作温度的升高,燃料电池的开路电压和功率密度逐渐增加。阳极催化剂的铂含量和催化剂的组成对甲烷的电化学氧化具有非常大的影响。90℃下使用Pt(40 wt.%)-Ru(20 wt.%)/C为阳极催化剂(催化剂担载量:(2 mg Pt+1 mg Ru).cm-2),在以甲烷为燃料时,质子交换膜燃料电池功率密度达到了5.4 mW.cm-2。

直接二甲醚燃料电池的研究进展

综述了近几年来关于最具商业前景的直接二甲醚燃料电池的研究成果,文中主要探讨了新型阳极催化剂的开发,膜电极结构对电池性能的优化以及操作条件对电池性能的影响。建议在深入对催化剂、电池结构和操作条件的研究基础上,采用碱性电解质饱和二甲醚为燃料和双氧水替代氧气为氧化剂等方法进一步提高电池性能。

多跨连续梁墩顶水平力分析及计算程序

本文根据设计实践,结合多跨连续梁墩顶水平力的分析理论,编制了一套计算程序,该程序可在很短时间内计算出墩的抗推刚度、墩顶最大位移和实际发生的位移,墩顶与梁底的相对滑移量、墩顶水平力等,并已用于安徽铜陵长江大桥的设计。