CuAg双金属催化剂的性能及在锌空气电池中的应用

采用化学还原法两步合成了CuAg催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对CuAg催化剂进行表征分析,并对其进行循环伏安(CV)、线性扫描伏安(LSV)等电化学测试。结果表明:在氧饱和的碱性电解质中,CuAg氧还原反应是4电子过程,随着Ag含量的增加,催化活性逐渐增强。将CuAg负载碳黑上,催化性能得到了进一步提高,CuAg/C的起始电位为0.815 V(vs.RHE),Tafel斜率为84.92 mV/(°)。将催化剂应用于锌空气电池时,电池功率密度达到128.96 mW/cm^(2),极限放电比容量达到792 mAh/g,在5 mA/cm^(2)充、放电循环下具有长期循环稳定性。

MXene/CNTs复合正极在封闭结构锂氧电池中的性能研究

锂氧电池(LOB)具有超高的能量密度和比容量,使用过程中一般采用持续供氧方式运行,但容易造成有机溶剂挥发损失。设计了一种不需要持续供氧的封闭结构LOB,在1.0 A/g电流密度和1000 mAh/g固定比容量下,CNTs正极在持续供氧条件下LOB仅能正常循环56次;而封闭结构(101325 Pa)下可循环118次。进一步采用Ti_(3)C_(2)T_(x) MXene/CNTs复合正极LOB在封闭结构101325 Pa氧压下可循环311次,全放电比容量达到37617 mAh/g,倍率性能也有明显提高。

Fe,N,P共掺杂碳纳米管的制备及催化性能研究

利用废旧磷酸铁锂电池回收得到的磷酸铁(FePO_(4))作为铁源和磷源,与多壁碳纳米管混合在氮气中进行热处理,得到Fe、N、P共掺杂碳基催化剂。结果表明:煅烧温度为800℃的碳基催化剂具有优异的阴极氧还原反应催化活性和稳定性,碱性电解质中其半波电位可达到0.86V,优于商用Pt/C催化剂(0.83V);旋转速率为1600r/min时极限电流密度为5.51mA/cm^(2);用作锌空气电池阴极催化剂时,在电流密度5mA/cm^(2)条件下充电、放电电压差可低至0.78V,最大功率密度达到137.4mW/cm^(2),优于Pt/C催化剂。

Co_(3)O_(4)/石墨烯气凝胶的催化性能及在铝空气电池中的应用

采用二次水热法合成了Co_(3)O_(4)/三维石墨烯气凝胶(3DGA)复合材料正极,并对其进行电化学分析。结果表明,Co_(3)O_(4)/3DGA具有比3DGA更高的OER催化活性。Co_(3)O_(4)/3DGA正极应用于铝空气电池时,在0.2 mA/cm^(2)的电流密度下电池可至少循环80次,使用3DGA正极的电池只能循环64次,而且Co_(3)O_(4)/3DGA正极可以显著降低电池的充电电压。Co_(3)O_(4)/3DGA的ORR/OER双功能催化活性是提高铝空气电池性能的主要因素。