催化剂吸附和活化法抑制光催化还原CO_(2)过程中析氢反应的研究

光催化还原CO_(2)作为缓解温室效应和能源问题的重要手段受到人们的重视,但光催化还原CO_(2)的效率依旧较低。原因之一是光催化还原CO_(2)与H_(2)O还原析氢之间的竞争反应。抑制光催化还原CO_(2)过程中的析氢反应,受到研究者的关注。本文基于光催化还原CO_(2)与H_(2)O还原之间存在的竞争反应,从催化剂比表面积、金属离子杂化、晶面选择、疏水界面构建及金属助催化剂等方面对增大CO_(2)吸附、活化和抑制析氢反应进行综述,旨在提高CO_(2)还原选择性催化剂的设计提供帮助。

铅炭电池负极添加剂研究进展

铅炭电池是在铅酸电池研究的基础上,选取具有多孔、高比表面积的碳材料作为负极材料添加剂来进一步提高性能的电池。碳材料为电池放电过程中产生的硫酸铅(PbSO_(4))提供更多反应界面,从而抑制硫酸盐化,使电池循环寿命得以延长,但碳较低的析氢过电位会带来析氢速率过快的问题。目前,铅炭电池负极添加剂开始由不同结构碳材料及析氢抑制剂的研究转向复合型材料研究,如碳与铅型复合材料、碳与导电聚合物型复合材料以及碳与析氢抑制剂型复合材料等,其主要目的是在延长电池循环使用寿命的同时,能够有效解决碳材料带来的析氢速率过快及铅与添加剂相容性差的问题。本文主要综述了近年来铅炭电池负极添加剂的研究进展,分别对碳添加剂、析氢抑制剂以及复合材料添加剂进行归纳分析,并结合目前实际发展情况分析了未来铅炭电池发展可能遇到的问题及研究方向。

未来汽车用超级电池中掺杂SnO_2对炭极的影响

选取钛片作为集流体,在析氢抑制剂中掺杂不同含量的SnO_2,制作炭电极。为测定其电化学性能,采用线性扫描、循环伏安、交流阻抗、恒流充放电进行测试。实验发现:炭电极中掺杂SnO_2可显著抑制析氢,并且能够明显地提高比电容,而掺杂4.9%的SnO_2时性能最佳。

掺杂SnO_2对超级电池中炭电极的影响

本文使用钛片作为集流体制作了掺杂不同含量SnO2析氢抑制剂的炭电极,同时采用了循环伏安、线性扫描、恒流充放电、交流阻抗对其进行了电化学性能测试。实验结果表明,掺杂SnO2的炭电极对析氢具有明显的抑制作用,且比电容也得到了一定的提高;此外,掺杂SnO2的最佳含量为5%。

ZnO/剑麻纤维基碳复合材料制备及性能研究

铅碳电池是将碳材料应用于铅酸蓄电池而发展起来的新型电池,但由于碳材料的加入降低了负极材料的析氢过电位,会发生析氢现象。以剑麻纤维为碳源,选择ZnO为析氢抑制剂,经炭热原位合成法制备了ZnO/剑麻纤维基碳复合材料,确定了该种碳复合材料的最佳制备条件为:碳化时间60 min、添加量0.5 g,制备温度为500~550℃。通过充放电仪对该碳复合材料组成的铅碳电池进行测试,结果表明该种复合碳材料的首次放电比容量为92.75 mAh/g,循环150次后的容量保持率为78.2%。

香兰素在铅炭电池负极中的应用研究

在铅炭电池负极铅膏中添加香兰素,考察香兰素添加量对电池性能的影响。采用SEM对失效电池进行表征分析。在负极铅膏中添加香兰素,会导致和膏时用水量增加,以及铅膏的表观密度发生改变,最终影响电池在部分荷电态下的循环性能。添加香兰素可以降低电池在100%DOD循环下的电池失水量,延长电池寿命。

炭热原位合成In2O3(Bi2O3)/剑麻纤维基碳复合材料及在铅碳电池中的应用研究

利用炭热原位合成制备了Bi2O3、In2O32种不同的析氢抑制剂/剑麻纤维基碳复合材料,利用XRD,SEM,EDS、N2吸附-脱附曲线等方法对碳复合材料进行表征。结果表明,复合材料结晶程度均较好,剑麻纤维基碳材料表面可以观测到大量嵌入到纤维内部的析氢抑制剂微粒,且分布均匀。将制备的碳复合材料与电池辅剂进行混合,制备成铅碳电池负极材料。电化学测试结果表明,In2O3/剑麻纤维基碳复合材料制备的负极材料具有更长的循环寿命以及更好的电化学性能,其最终容量可达到102.25 mAh/g,循环150次后比容量占最初比容量的79.8%。