柔性铁钴层状氢氧化物纳米材料的调控合成及电催化性能研究开题报告
2020-04-12 16:14:42
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1锌空电池的研究进展与前景
近年来,随着不可再生的传统化石能源的不断消耗和环境污染等问题逐渐突出,我们的社会正在从化石燃料经济向可再生能源和清洁能源经济转型。可持续能源的收集,转换和储存成为了全世界人们热点关注和研究的方向。电池长期以来因其可以有效地转换能量和存储电能得到了广泛的认可。如今,电池的应用从便携式电子产品拓展出了许多其他应用,从电网规模的能量存储到电动车辆。在多种不同类型的电池中,锂离子电池技术自问世以来一直凭借其较高的比能量和能量密度主导消费市场。
然而锂离子电池因为其在高温条件下容易起火甚至爆炸,此外锂离子电池受阳极和阴极材料的限制,充放电容量有限。为了寻找更安全高效的锂离子电池的替代品,具有卓越的理论能量密度的金属-空气电池最近受到了人们的广泛关注。这些系统通过适当的电解质使金属负极与空气正电极电化学耦合。[3]金属-空气电池介于传统电池和燃料电池之间。具有传统电池以金属作为负极的设计特点,与传统燃料电池也有相似之处。金属-空气电池的多孔正电极结构需要从周围空气中连续不断地供给氧气作为反应物,这使它们的理论能量密度非常高,比锂离子电池高出约2 -10倍。[1]
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
1、查阅文献:对双金属ldh作为oer、orr催化剂的制备方法和应用领域进行全面了解,重点关注锌空电池的相关文献。
2、材料制备:通过一步水热在柔性基底(泡沫镍(nf))上负载二元双氢氧化物。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,翻译英文文献。整理资料,在任务书的基础上,设计研究方案,确定切实可行的实验技术路线,了解相关的结构和性能的测试方法,撰写开题报告。
第4-6周:按照设计方案,实现不同比例feco-ldhs材料的制备。
第7-9周:采用sem,xrd和tem等一系列结构测试方法对feco-ldhs体系材料进行物相结构表征及电化学性能探究,探索出性能最优的材料并进行进一步改性和性能测试。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] li y, dai h recent advances in zinc-air batteries [j], chemicalsociety reviews 2014, 43 (15): 5257-5275.
[2] liu x, park m, kim mg, et al. high-performance non-spinelcobalt–manganese mixed oxide-based bifunctional electrocatalysts forrechargeable zinc–air batteries [j], nano energy 2016, 20: 315-325.
[3] li y, lu j metal–air batteries: will they be the futureelectrochemical energy storage device of choice? [j], acs energy letters 2017,2 (6): 1370-1377. [4] zhang j, zhao z, xia z, et al. a metal-free bifunctionalelectrocatalyst for oxygen reduction and oxygen evolution reactions [j], naturenanotechnology 2015, 10 (5): 444-452.