基于氮摻雜多孔碳復(fù)合納米催化劑的制備及其鋅空電池性能的研究.pdf

1、由于可再生能源需求的不斷增加，金屬-空氣電池，特別是鋅空氣電池，因其環(huán)境的良好性、成本效益低、安全性、可再充電性以及優(yōu)異的耐久性，被認(rèn)為是鋰離子電池的潛在替代品。而鋅空電池的陰極氧還原催化劑對(duì)其性能的影響較大。本論文針對(duì)此問(wèn)題，主要工作如下:
　　(1)利用二氰二胺、二茂鐵和殼聚糖為原料，通過(guò)均勻混合，冷凍干燥獲得碳前驅(qū)體，在NH3氣氛中，950℃退火處理1h后，可宏量制備高比表面積的N、Fe共摻雜碳材料(NFe-C-HSA)。該

2、典型產(chǎn)物具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一種高比表面積和總孔體積(比表面積為1776.68m2g-1，總孔體積為1.58cm3g-1)的N、Fe共摻雜復(fù)合納米多孔碳材料。典型產(chǎn)物在組裝鋅空電池測(cè)試中表現(xiàn)出優(yōu)異的電池性能，在電流密度為209.9mAcm-2時(shí)，功率密度最大值為170.0mWcm-2，典型產(chǎn)物在100mAcm-2時(shí)的比容量為697mAhg-1，與商業(yè)Pt/C(20％)相比，制備的典型產(chǎn)物具有更好的催化性能。
　　(2)研究了鈷、石

3、墨烯共摻雜的CMK3復(fù)合納米材料(CMK3-G-Co)的鋅空電池性能，詳細(xì)地比較了幾種不同條件下制備的產(chǎn)物和商業(yè)Pt/C(20％)在堿性介質(zhì)中通過(guò)組裝的電池測(cè)量其電池性能。根據(jù)測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)復(fù)合納米材料(CMK3-G-Co)在900℃時(shí)測(cè)試的電池性能與商業(yè)Pt/C(20％)相比類似，但制備的典型產(chǎn)物原料豐富，制備簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，因此完全有可能成為替代商業(yè)Pt/C(20％)的鋅空電池陰極催化劑。
　　(3)利用生物質(zhì)香蒲為原料，添加少