??
客服熱線(xiàn)：0551-69106578 業(yè)務(wù)咨詢(xún)：0551-69106578 郵箱：2268263116@qq.com
媒體合作： ??在線(xiàn)客服：
Copyright (c) 2012 機電產(chǎn)品交易網(wǎng) . 版權所有 皖I(lǐng)CP備12004440號-2
日前，記者在哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院采訪(fǎng)時(shí)獲悉，曹殿學(xué)教授帶領(lǐng)的新能源材料與電化學(xué)研究所研發(fā)的“微納米3D陣列電極”， 通過(guò)3D結構設計，微納米化制備，活性材料組成的優(yōu)化，以其取代傳統的使用粘結劑粘合的電極，制備方法簡(jiǎn)單，大大提高電池或電容器的性能，且具有相當大的生產(chǎn)應用價(jià)值，受到了該領(lǐng)域國內外專(zhuān)家的廣泛關(guān)注，標志著(zhù)微納米結構3D陣列電極的制備及其電化學(xué)性能研究上取得新的突破。
據介紹，燃料電池、超級電容器和鋰離子電池由于其獨特的優(yōu)點(diǎn)被看作是新能源汽車(chē)的主要動(dòng)力來(lái)源，其開(kāi)發(fā)研究倍受各國政府、學(xué)術(shù)界和企業(yè)廣泛重視。其中電極材料的研究更是重中之重，電極材料的好壞直接影響化學(xué)電池的性能。
據介紹，燃料電池、超級電容器和鋰離子電池由于其獨特的優(yōu)點(diǎn)被看作是新能源汽車(chē)的主要動(dòng)力來(lái)源，其開(kāi)發(fā)研究倍受各國政府、學(xué)術(shù)界和企業(yè)廣泛重視。其中電極材料的研究更是重中之重，電極材料的好壞直接影響化學(xué)電池的性能。
新成果制備的泡沫鎳載3D Co3O4微納米線(xiàn)陣列，納米線(xiàn)直徑約為50～250 nm、長(cháng)度約為10～15 μm，單電極充放電循環(huán)測試500次后仍保持在529.7 F?g-1的高比容量。該成果采用氨誘導模板法，在泡沫鎳上制備了價(jià)格低廉的CuO納米片電極以及介孔Ni(OH)2電極，其中Ni(OH)2電極以電流密度為1 A?g-1恒流充放電測試時(shí)，放電比容量高達1030 F?g-1。采用水熱法制備了微米棒狀Co3O4/graphene復合物，其作為鋰離子電池負極材料的儲鋰性能研究結果表明其經(jīng)過(guò)103次循環(huán)充放電后，嵌鋰容量為1005 mAh?g-1，脫鋰容量為975 mAh?g-1，不可逆容量?jì)H占3％，表現出了非常驚人的可逆性和良好的循環(huán)性能。
新成果在燃料電池方面，為降低燃料電池成本，首次通過(guò)預構具有三維納米線(xiàn)陣列結構的導電基體，實(shí)現了高效催化劑的簡(jiǎn)單制備，大大提高了貴金屬催化劑的利用率。以高溫熱解丙酮在鈦片表面自生長(cháng)得到的C@TiO2納米棒陣列為骨架，采用電沉積法在納米棒上負載Pd，得到了Pd-C@TiO2三維微納米陣列電極。利用自還原法在泡沫鎳表面得到了粒徑大約為50 nm的Au顆粒，并以此作為直接硼氫化物-過(guò)氧化氫燃料電池的陰陽(yáng)極電極,組裝的燃料電池能夠達到最大功率密度102 mW?cm-2。
新成果在反應機理方面，首次發(fā)現了Co基金屬氧化物的對過(guò)氧化氫電化學(xué)氧化還原催化作用，同時(shí)發(fā)現了通過(guò)3D納米線(xiàn)結構的設計和晶格調變，可以有效提高電極的催化活性和選擇性，初步提出堿性介質(zhì)中H2O2電還原的反應途徑及其速度控制步驟。
據悉，新成果克服了傳統電極兩步制備法中需要粘結劑和導電劑以及電活性材料利用率低等問(wèn)題。同時(shí)，所提出的無(wú)碳無(wú)粘結劑的自支撐高效催化電極、Co基金屬氧化物的對過(guò)氧化氫電化學(xué)氧化還原催化機理豐富和發(fā)展了電池、電容器等化學(xué)電源理論，具有重要的工程應用價(jià)值。這些研究成果得到了國內外同行的高度評價(jià)，很多知名學(xué)者在研究納米線(xiàn)電極時(shí)都借鑒新成果提出的基本反應理論、設計思路和制備方法，其中有3篇論文他引過(guò)百次，7篇文章進(jìn)入ESI高引用論文。
