電化學(xué)改性石墨電極對釩和鈦離子電對的電催化作用研究.pdf

1、氧化還原液流電池(Redox Flow Battery)是一種新型的大規(guī)模高效儲能裝置，由于其具有循環(huán)壽命長、深度充電、設(shè)計(jì)靈活、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，成為最有潛力實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的儲能裝置之一，受到了廣泛的關(guān)注。電極作為氧化還原液流電池的關(guān)鍵材料之一，對電池的性能具有重要影響。目前氧化還原液流電池所用電極材料主要是炭電極，然而傳統(tǒng)炭材料電極的電化學(xué)活性較差，制約了其廣泛應(yīng)用。
　　本論文采用恒電流階躍方法在2 mol/L HClO4溶液

2、中對石墨電極進(jìn)行電化學(xué)改性。通過循環(huán)伏安、電化學(xué)阻抗譜方法研究其電容性能和對V(Ⅴ）/V(Ⅳ)、V(Ⅲ)/V(Ⅱ)和Ti(Ⅳ)/Ti(Ⅲ)的電催化性能，發(fā)現(xiàn)循環(huán)5次后的石墨電極具有最好的電容性能（比電容達(dá)到1.29 F/cm2）和電催化活性。
　　對未改性石墨電極和循環(huán)5次的電化學(xué)改性石墨電極在釩和鈦的硫酸溶液中進(jìn)行電化學(xué)性能對比測試，研究電化學(xué)改性石墨電極對V(Ⅴ)/V(Ⅳ)、V(Ⅲ)/V(Ⅱ)和Ti(Ⅳ)/Ti(Ⅲ)的電催化作

3、用，并對電催化機(jī)理進(jìn)行探討。研究表明，經(jīng)過電化學(xué)改性之后的石墨電極上氧化還原反應(yīng)表現(xiàn)出更好的可逆性，峰電流強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，峰電位差減小，電化學(xué)改性石墨電極對V(Ⅴ)/V(Ⅳ)、V(Ⅲ)/V(Ⅱ)和Ti(Ⅳ)/Ti(Ⅲ)具有明顯的電催化作用，提出了受電位影響的電極表面含氧官能團(tuán)電對與金屬離子電對間的氧化還原反應(yīng)的協(xié)同催化作用機(jī)理。處于較高極化電位下的羧基和羰基對氧化還原電位較正的V(Ⅴ)/V(Ⅳ)電對產(chǎn)生協(xié)同催化作用，而較低極化電位下的羥基