鋅空氣電池之電解鋅形貌與分形生長研究.pdf

1、論述了以鋅空氣電池為載體的鋅儲能的一種有效方式,那就是以太陽能作為能源,通過電解,使鋅空氣電池放電產(chǎn)物鋅的氧化物還原成鋅,以保證鋅空氣電池整個循環(huán)系統(tǒng)的順利進行。以太陽能作為能源符合當今環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的主題,以鋅作為儲能物質(zhì)保證能量儲存的穩(wěn)定性,且達到零污染。鋅的電解是鋅空氣電池循環(huán)的首要步驟,也是實現(xiàn)鋅儲能的關(guān)鍵。實驗室電解鋅是通過ZnO溶解于KOH溶液生成K2Zn(OH)4并達到飽和狀態(tài),Zn(OH)2-4在陰極板得到電子從而

2、被還原得到。KOH溶解ZnO的能力從總體趨勢上隨著KOH溶液的濃度和溫度的升高而加強。K2Zn(OH)4為一種膠體,表現(xiàn)出膠體的性質(zhì),由于吸附了溶液中的K+,通電后在電場力的作用下向陰極板定向移動。ZnO溶解于KOH溶液生成K2Zn(OH)4的速度較慢,可以通過升高溫度和充分攪拌來提高。在電解鋅過程中,若KOH濃度較高,H2O的電解會受到抑制。一旦ZnO溶解于KOH溶液生成K2Zn(OH)4的速度與電解速度相一致時,溶液中各物質(zhì)的濃度保

3、持穩(wěn)定。
　　 外界條件例如電壓、KOH溶液的濃度、溫度等等是影響電解鋅生長以及沉積形貌的重要因素。從分形生長的角度來看主要歸結(jié)于組成電解鋅的“粒子”在這些因素的作用下如何進行擴散和凝聚。當30％KOH溶液溶解一定量ZnO達到飽和,常溫下通以3.0V電壓,電解鋅以類似于DLA有限擴散凝聚模型的方式呈平面切向中心式生長方式生長;如果升高溫度至35℃并加以水平攪拌,電解鋅沿著垂直于極板方向呈法向生長。兩種生長方式都是具有一定致密性的