钛基层状材料在钠离子储能电池中的关键应用

钠元素在地壳中储量丰富,价格低廉,并且具有和锂元素类似的物理化学性质,因而钠离子电池被认为是最有希望商业化的新型储能技术之一。然而,钠离子的半径和质量较大,极大地限制了钠离子的迁移和电化学反应,所以发展新型安全稳定储钠电极材料是提升钠离子电池性能和推动其商业化的关键。在众多的电极材料当中,钛基层状材料具有低价、安全和稳定的特点,是近年来钠离子电池的阴极和阳极材料研究的热点之一。因此,本文综述了钛基层状材料在钠离子电池中的研究现状,包括钛基层状材料作为阳极材料、阴极材料和双极材料等方面,并详细探讨和分析该材料所面临的主要科学问题,最后展望钛基层状材料的未来发展趋势。

燃料电池膜电极衰减机制及其抗老化策略

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高能量效率和高能量密度、低温快速启动、结构紧凑、无污染、低噪声等优点,在氢能汽车、固定式电站、水下潜艇和通讯电源等方面具有广泛的应用前景.目前影响燃料电池商用化的主要问题是成本和寿命,特别是在工况下急剧的启停、干湿、温度等变化,以及随之带来的机械及电化学老化,严重影响了燃料电池核心部件膜电极的耐久性和稳定性,导致燃料电池寿命大幅度下降.动态负载下燃料电池的寿命较短,距离燃料电池汽车商业化目标寿命仍有较大距离.因此,开发快速有效的膜电极加速老化测试程序,研究膜电极的耐久性,揭示燃料电池失效机理,寻找解决措施,对提高燃料电池使用寿命,推动燃料电池技术商业化,实现国民经济可持续发展具有重大意义.本文通过对比研究膜电极老化测试,从催化材料、质子交换膜以及启停控制策略应用等方面,分析电极、质子交换膜等关键材料的衰减物化机理,从材料科学领域深入探讨提升关键材料耐久性的方法及机理.为燃料电池的各部件制备与设计完善评价体系,推进燃料电池商用化发展.