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高密度储氢材料研究进展 被引量:26
1
作者 陶占良 彭博 +2 位作者 梁静 陈军 《中国材料进展》 CAS CSCD 2009年第7期26-40,66,共15页
氢是一种清洁的燃料,氢能是未来有发展前景的新型能源之一。氢的储存是氢能现阶段开发和利用的瓶颈。氢的储存方法有高压气态储存、低温液态储存和固态储存等3种,其中高压气态储存或低温液态储存不能满足将来的储氢目标。固态储氢是通... 氢是一种清洁的燃料,氢能是未来有发展前景的新型能源之一。氢的储存是氢能现阶段开发和利用的瓶颈。氢的储存方法有高压气态储存、低温液态储存和固态储存等3种,其中高压气态储存或低温液态储存不能满足将来的储氢目标。固态储氢是通过化学或物理吸附将氢气储存于固态材料中,其能量密度高且安全性好,被认为是最有发展前景的一种氢气储存方式。高密度储氢材料由轻元素构成,包括铝氢化物、硼氢化物、氨基氢化物、氨硼烷等,理论储氢质量分数均达到5%以上。综述了高密度储氢材料的研究进展,认为高储氢容量、近室温操作、可控吸/放氢、长寿命的轻质氢化物材料有希望达到燃料电池和移动氢源应用的目标。 展开更多
关键词 储氢材料 高密度储存容量 轻质氢化物 氢能
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可充锂空气电池多孔纳米催化剂 被引量:21
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作者 陈军 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第4期473-477,共5页
可充锂空气电池是当前化学电源研究热点和重点,近年来取得了重要进展.简要介绍了该领域在空气电极多孔纳米催化材料的设计与应用方面的最新研究成果,讨论了碳、贵金属、氧化物三类催化材料的特征及性能,展望了新型高效氧还原/氧析出双... 可充锂空气电池是当前化学电源研究热点和重点,近年来取得了重要进展.简要介绍了该领域在空气电极多孔纳米催化材料的设计与应用方面的最新研究成果,讨论了碳、贵金属、氧化物三类催化材料的特征及性能,展望了新型高效氧还原/氧析出双功能阴极纳米催化剂的发展方向. 展开更多
关键词 锂空气电池 氧还原 氧析出 催化剂 多孔纳米材料
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理科背景下新工科人才培养的思考——以南开大学“新能源科学与工程”探索为例 被引量:14
3
作者 陶占良 陈军 《大学化学》 CAS 2020年第10期40-44,共5页
当前,新一轮科技革命与产业变革加速演进,给具有典型交叉学科特点的新能源科学与工程专业提出了更高的要求。在"新工科"建设背景下,南开大学主动布局新能源专业,探索理科背景下的"新能源科学与工程"新工科人才培养... 当前,新一轮科技革命与产业变革加速演进,给具有典型交叉学科特点的新能源科学与工程专业提出了更高的要求。在"新工科"建设背景下,南开大学主动布局新能源专业,探索理科背景下的"新能源科学与工程"新工科人才培养模式,对人才培养方案、课程体系设置、人才培养模式、教学实践形式等进行了改革和探索,以期推动应用理科向工科延伸,培育出理工交叉融合、理论与实践结合、创新能力强的新能源专业人才。 展开更多
关键词 新工科 新能源科学与工程 学科交叉 创新型人才
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Structure design and mechanism analysis of silicon anode for lithium-ion batteries 被引量:14
4
作者 Xiang Chen Haixia Li +2 位作者 Zhenhua Yan Fangyi Cheng Jun Chen 《Science China Materials》 SCIE EI CSCD 2019年第11期1515-1536,共22页
Silicon-based material is one of the most promising substitutes of widely used graphite anodes for the next generation Li-ion batteries due to its high theoretical capacity,low working potential,environmental friendli... Silicon-based material is one of the most promising substitutes of widely used graphite anodes for the next generation Li-ion batteries due to its high theoretical capacity,low working potential,environmental friendliness,and abundant natural resource.However,the huge volume expansion and serious interfacial side reactions during lithiation and delithiation progresses of the silicon anode are the key issues which impede their further practical applications.Rational designs of silicon nanostructures are effective ways to address these problems.In this progress report,we firstly highlight the fundamental scientific problems,and then focus on recent progresses in design,preparation,in-situ characterization methods and failure mechanism of nanostructured silicon anode for high capacity lithium battery.We also summarize the key lessons from the successes so far and offer perspectives and future challenges to promote the applications of silicon anode in practical lithium batteries. 展开更多
关键词 SILICON ANODE LI-ION BATTERIES structure design in SITU characterization mechanism analysis
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溶剂热/水热法制备MnO_x@rGO纳米复合材料及其氧还原催化性能 被引量:11
5
作者 靳琪 裴龙凯 +4 位作者 胡宇翔 杜婧 韩晓鹏 陈军 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第8期920-926,共7页
氧还原催化剂是燃料电池和金属空气电池中影响其阴极性能的关键因素.采用溶剂热/水热法,以氧化石墨烯(GO),MnSO4和KMnO4为原料可控制备了两种锰氧化物(MnOx)和还原氧化石墨烯(rGO)复合材料(Mn3O4@rGO,MnOOH@rGO)并研究了其氧还原电催化... 氧还原催化剂是燃料电池和金属空气电池中影响其阴极性能的关键因素.采用溶剂热/水热法,以氧化石墨烯(GO),MnSO4和KMnO4为原料可控制备了两种锰氧化物(MnOx)和还原氧化石墨烯(rGO)复合材料(Mn3O4@rGO,MnOOH@rGO)并研究了其氧还原电催化性能.通过X射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、热重(TG)等分析测试手段表征了Mn3O4@rGO与MnOOH@rGO的组成结构及形貌.结果显示,在制备过程中GO被还原为rGO,乙醇和水溶剂中分别形成Mn3O4纳米颗粒与MnOOH纳米棒,MnOx均匀生长在rGO表面.采用伏安曲线和旋转圆-环盘电极技术测试了所制备复合材料的电化学性能,并与无rGO负载的Mn3O4和MnOOH进行对比.结果表明,由于MnOOH和rGO的协同作用,MnOOH@rGO在碱性体系中表现出较好的催化活性及稳定性,可作为潜在的氧还原催化剂. 展开更多
关键词 溶剂热/水热 锰氧化物 石墨烯 纳米复合材料 氧还原 电催化剂
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TiO_2纳米管阵列制备及其电化学嵌锂性能研究 被引量:9
6
作者 刘蓉芳 +1 位作者 陶占良 陈军 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1021-1026,共6页
本文研究了TiO2纳米管阵列制备及其嵌锂电化学性能。采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列。利用XRD、SEM、恒电流充放电、CV、EIS等手段,对所制备TiO2纳米管阵列的结构、形貌进行了分析表征及电化学性能测试。实验结果表明,制备出的TiO... 本文研究了TiO2纳米管阵列制备及其嵌锂电化学性能。采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列。利用XRD、SEM、恒电流充放电、CV、EIS等手段,对所制备TiO2纳米管阵列的结构、形貌进行了分析表征及电化学性能测试。实验结果表明,制备出的TiO2纳米管阵列薄膜具有很好的循环性能,首次嵌锂容量达73.3μAh.cm-2,100次循环后容量仍维持在65.5μAh.cm-2,容量保持率为89.4%,库仑效率达95%以上;锂离子在TiO2纳米管阵列中的扩散系数为7.7×10-9 cm2.s-1,嵌锂表观活化能为58.4kJ.mol-1。 展开更多
关键词 TIO2纳米管阵列 阳极氧化 锂离子电池 负极材料 扩散
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锂离子电池负极材料ZnMn2O4微米空心球的制备和电化学性能 被引量:7
7
作者 王洪波 +2 位作者 陶占良 梁静 陈军 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第5期816-822,共7页
通过溶剂热方法合成了ZnMn2O4微米空心球,并探讨了其形成机理。采用XRD,SEM,TEM等测试手段对产物的结构、形貌和组成进行了表征。实验结果表明,溶剂热反应条件如反应温度、反应介质对于产物的结构和形貌起着关键作用。在140℃,采用乙醇... 通过溶剂热方法合成了ZnMn2O4微米空心球,并探讨了其形成机理。采用XRD,SEM,TEM等测试手段对产物的结构、形貌和组成进行了表征。实验结果表明,溶剂热反应条件如反应温度、反应介质对于产物的结构和形貌起着关键作用。在140℃,采用乙醇和水作为反应介质,反应6 h可以制备出直径约3μm的ZnMn2O4微米空心球;当以乙醇为溶剂,反应6 h可以得到团聚的尺寸约250 nm的ZnMn2O4纳米颗粒。将所制备的ZnMn2O4微米空心球/纳米颗粒组装成锂扣式模拟电池,考察其电化学脱嵌锂性能。电化学测试结果显示,与ZnMn2O4纳米颗粒相比,空心结构的ZnMn2O4微米球具有较高的初始放电容量(1335 mAh·g-1)和较好的倍率性能,有望作为锂离子电池的新型负极材料。 展开更多
关键词 溶剂热合成 ZnMn2O4 微米空心球 电化学
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锂离子电池锡薄膜负极制备及电化学性能研究 被引量:6
8
作者 白红美 陶占良 +1 位作者 陈军 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期43-47,共5页
应用真空蒸发法在泡沫铜基底上制备锡薄膜负极.XRD、SEM分析表征薄膜的物相结构及其微观形貌,并测试了材料的电化学性能.结果表明,泡沫铜基底的三维结构增强了活性物质与基底的结合力.在同一基底温度下,锡颗粒随蒸发时间延长逐渐增大,... 应用真空蒸发法在泡沫铜基底上制备锡薄膜负极.XRD、SEM分析表征薄膜的物相结构及其微观形貌,并测试了材料的电化学性能.结果表明,泡沫铜基底的三维结构增强了活性物质与基底的结合力.在同一基底温度下,锡颗粒随蒸发时间延长逐渐增大,电池电化学性能降低;而在同一时间内,升高基底温度,颗粒无明显变化,电池循环寿命有了很大提高.样品A″电池(基底温度:200℃,蒸发时间:0.5 h)经100次充放电循环后比容量仍达407.3 mAh·g-1. 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 锡薄膜 真空蒸发
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多孔碳负载镍纳米颗粒的制备及催化氨硼烷水解制氢 被引量:6
9
作者 徐凤勤 胡小飞 +3 位作者 梁静 陶占良 陈军 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第1期103-108,共6页
合成了蜂窝状的分级多孔碳,并以多孔碳为载体通过浸渍-化学还原法制备碳载镍(Ni/C)作为催化氨硼烷水解制氢的催化剂。采用XRD、BET、SEM、Raman、TEM等手段对样品进行了表征并研究了Ni/C室温催化性能。结果显示,多孔碳比表面积高达737 m... 合成了蜂窝状的分级多孔碳,并以多孔碳为载体通过浸渍-化学还原法制备碳载镍(Ni/C)作为催化氨硼烷水解制氢的催化剂。采用XRD、BET、SEM、Raman、TEM等手段对样品进行了表征并研究了Ni/C室温催化性能。结果显示,多孔碳比表面积高达737 m2·g-1,具有部分石墨化结构;负载的非晶态镍纳米颗粒平均粒径约为10 nm,均匀分布在碳基材。碳载镍对氨硼烷水解反应具有良好的催化活性,镍负载量为30wt%时催化性能最佳,298 K温度下放氢速率达到1 304.67 m L·min-1·g-1,活化能为29.1 k J·mol-1,并且具备一定的催化稳定性,表明Ni/C可作为一种廉价高效的催化剂应用于催化氨硼烷水解制氢。 展开更多
关键词 分级多孔碳 碳载镍 氨硼烷 水解 制氢
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真空蒸镀法制备锡薄膜及其嵌锂电化学性能 被引量:6
10
作者 张凯 白红美 +1 位作者 陈军 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期918-923,共6页
采用真空蒸镀法在铜片基底上沉积锡薄膜作为锂离子电池负极材料,对所制备的锡薄膜采用扫描电子显微镜、X射线衍射表征,研究了其表面形貌和组成。将制备的薄膜在手套箱中组装成CR2032型钮扣式电池,进行电化学测试,研究其电化学性能。实... 采用真空蒸镀法在铜片基底上沉积锡薄膜作为锂离子电池负极材料,对所制备的锡薄膜采用扫描电子显微镜、X射线衍射表征,研究了其表面形貌和组成。将制备的薄膜在手套箱中组装成CR2032型钮扣式电池,进行电化学测试,研究其电化学性能。实验结果表明,在相同蒸发时间和基底温度的条件下,随着蒸发功率的增加,沉积的锡颗粒逐渐增大,相应的电化学性能降低。以蒸发功率200 W、基底温度150℃制得的样品粒径为100~200 nm,含有Cu6Sn5合金相,以0.2C倍率充放电循环20周后放电容量达527 mA.h/g。 展开更多
关键词 锡薄膜 真空蒸镀 锂离子电池 负极材料
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储氢材料第一性原理计算的研究进展 被引量:4
11
作者 李兰兰 +1 位作者 陶占良 陈军 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期998-1003,共6页
综述了第一性原理计算在储氢材料研究中取得的成果和最新的进展。第一性原理计算在储氢材料研究中的应用主要有以下4个方面:1)研究纳米结构的储氢性能;2)研究储氢材料中掺杂和缺陷的作用及对储氢性能的影响;3)研究储氢机理;4)确定氢化... 综述了第一性原理计算在储氢材料研究中取得的成果和最新的进展。第一性原理计算在储氢材料研究中的应用主要有以下4个方面:1)研究纳米结构的储氢性能;2)研究储氢材料中掺杂和缺陷的作用及对储氢性能的影响;3)研究储氢机理;4)确定氢化物的几何结构以及预测新型储氢材料。同时展望了第一性原理计算在储氢领域中的应用前景。 展开更多
关键词 新能源 储氢材料 第一性原理计算
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金属锂负极的成核机制与载体修饰 被引量:4
12
作者 邱晓光 刘威 +3 位作者 刘九鼎 李俊志 张凯 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第1期73-83,共11页
金属锂具有电位低、比容量高等突出优点,是极具吸引力的下一代高能量密度电池的负极材料,然而存在枝晶、死锂、副反应严重、库伦效率低、循环稳定性差等问题,限制了其实际应用。金属锂负极的成核是电化学沉积过程中的重要步骤,锂在集流... 金属锂具有电位低、比容量高等突出优点,是极具吸引力的下一代高能量密度电池的负极材料,然而存在枝晶、死锂、副反应严重、库伦效率低、循环稳定性差等问题,限制了其实际应用。金属锂负极的成核是电化学沉积过程中的重要步骤,锂在集流体或导电载体上的均匀成核和稳定生长对于抑制枝晶死锂、提高充放电效率和循环性能具有关键作用。本文从成核机制与载体效应的角度概述了锂金属负极的研究进展,介绍了锂成核驱动力、异相成核模型、空间电荷模型等内容,分析了锂核尺寸及分布与过电位和电流密度的关系,并通过三维载体分散电流密度、异相晶核/电场诱导成核、晶格匹配等方面的研究实例讨论了载体修饰对锂负极的性能提升。 展开更多
关键词 金属锂电池 枝晶 成核机制 载体改性
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《电催化与电合成》专辑序言
13
作者 王双印 周天华 《电化学》 CAS 北大核心 2023年第2期I0003-I0004,I0001,共3页
电催化作为纳米材料、能源化学和环境保护等领域的研究热点,是发展可持续清洁能源技术的基础学科,在反应过程中涉及到物质转化和能量转化及其普适规律。电合成是在电催化基础上与有机合成和化学工程等学科进行交叉,形成一门“古老的方... 电催化作为纳米材料、能源化学和环境保护等领域的研究热点,是发展可持续清洁能源技术的基础学科,在反应过程中涉及到物质转化和能量转化及其普适规律。电合成是在电催化基础上与有机合成和化学工程等学科进行交叉,形成一门“古老的方法、崭新的技术”的交叉学科,在可再生能源和温和条件下高效高选择性地合成有机化学品。随着科学快速发展,电催化与电合成借助于各种新兴技术(如同步辐射光源、超级计算机、微纳/显微)取得了卓著的成果,对催化活性位点的设计、催化机理的理解、电子/离子的传输及其与物质分子的相互作用等均有深入发展。 展开更多
关键词 有机化学品 交叉学科 清洁能源技术 能源化学 化学工程 可再生能源 物质转化 电合成
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尖晶石型氧化物催化剂与金属-空气电池 被引量:4
14
作者 陈祥 雷凯翔 +2 位作者 孙洪明 陈军 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2017年第5期904-923,共20页
金属-空气电池具有高能量密度,是极具吸引力的电化学能量储存与转化器件,阴极反应动力学缓慢是制约其性能的关键因素之一,需要使用高效催化剂。本文简要介绍金属-空气电池的结构和工作原理,并综述近年来尖晶石型金属氧化物阴极催化剂的... 金属-空气电池具有高能量密度,是极具吸引力的电化学能量储存与转化器件,阴极反应动力学缓慢是制约其性能的关键因素之一,需要使用高效催化剂。本文简要介绍金属-空气电池的结构和工作原理,并综述近年来尖晶石型金属氧化物阴极催化剂的研究进展。 展开更多
关键词 尖晶石 电催化 氧还原 氧析出 金属空气电池
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《电催化与电合成》专辑序言
15
作者 王双印 周天华 《电化学》 CAS 北大核心 2023年第1期1-2,共2页
电催化作为纳米材料、能源化学和环境保护等领域的研究热点,是发展可持续清洁能源技术的基础学科,在反应过程中涉及到物质转化和能量转化及其普适规律。电合成是在电催化基础上与有机合成和化学工程等学科进行交叉,形成一门“古老的方... 电催化作为纳米材料、能源化学和环境保护等领域的研究热点,是发展可持续清洁能源技术的基础学科,在反应过程中涉及到物质转化和能量转化及其普适规律。电合成是在电催化基础上与有机合成和化学工程等学科进行交叉,形成一门“古老的方法、崭新的技术”的交叉学科,在可再生能源和温和条件下高效高选择性地合成有机化学品。 展开更多
关键词 有机化学品 交叉学科 清洁能源技术 能源化学 可再生能源 化学工程 物质转化 电合成
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空心ZnMn2O4纳米球和纳米立方体的室温合成及氧还原催化性能 被引量:4
16
作者 王洪波 +2 位作者 陶占良 梁静 陈军 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期595-600,共6页
室温下在含有Zn2+的溶液中,以空心结构的MnO2为前驱体,使用NaBH4还原剂合成了尖晶石型ZnMn2O4纳米空心球和纳米空心立方体.通过XRD,SEM,TEM和BET等测试手段对合成产物的结构、形貌、组成和表面积进行表征.结果表明,所制备的空心结构ZnMn... 室温下在含有Zn2+的溶液中,以空心结构的MnO2为前驱体,使用NaBH4还原剂合成了尖晶石型ZnMn2O4纳米空心球和纳米空心立方体.通过XRD,SEM,TEM和BET等测试手段对合成产物的结构、形貌、组成和表面积进行表征.结果表明,所制备的空心结构ZnMn2O4纳米球和纳米立方体的尺寸为400~700 nm,空心结构的壳层是由粒径为5~7 nm的颗粒紧密堆积而形成的,厚度约为40 nm.研究了所制备的空心结构纳米ZnMn2O4在碱性溶液中的氧还原电催化性能,结果显示,相对于ZnMn2O4纳米空心立方体,ZnMn2O4纳米空心球在氧还原反应中具有较大的电流密度和较高的电子转移数(n=3.5),表现出较好的氧还原电催化性能. 展开更多
关键词 室温合成 空心结构 ZnMn2O4 氧还原
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锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2表面包覆的研究进展 被引量:3
17
作者 丛亮 雷凯翔 +4 位作者 王纪伟 王建斌 孟焕菊 陈军 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第20期2216-2226,共11页
高比能、长寿命锂离子电池正极材料是目前电池研发热点.元素组成为Li Ni0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)的高镍正极材料相比于传统的层状Li Co O2具有价格便宜和比容量高的优点,已逐渐进入商品化应用阶段.该材料仍存在不可逆容量损失大、高温性... 高比能、长寿命锂离子电池正极材料是目前电池研发热点.元素组成为Li Ni0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)的高镍正极材料相比于传统的层状Li Co O2具有价格便宜和比容量高的优点,已逐渐进入商品化应用阶段.该材料仍存在不可逆容量损失大、高温性能差等问题,表面包覆是提升材料性能的有效途径.本文总结了NCA材料表面包覆的研究进展,并对其未来的研究方向进行了展望. 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 金属氧化物 性能优化 表面包覆
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La1-xCaxMnO3纳米颗粒的制备及氧还原催化性能 被引量:3
18
作者 冯皓 杜婧 +2 位作者 韩晓鹏 陈军 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1617-1625,共9页
本文采用溶胶凝胶法制备了一系列不同Ca含量的钙钛矿型氧化物La1-xCaxMnO3,O=0—0.4)纳米颗粒,X射线粉末衍射及精修、扫描电镜表征显示其相纯度和结晶度高,颗粒平均粒径约40nm。在0.1m01.L一,KOH水溶液中进行的氧还原电催化性能... 本文采用溶胶凝胶法制备了一系列不同Ca含量的钙钛矿型氧化物La1-xCaxMnO3,O=0—0.4)纳米颗粒,X射线粉末衍射及精修、扫描电镜表征显示其相纯度和结晶度高,颗粒平均粒径约40nm。在0.1m01.L一,KOH水溶液中进行的氧还原电催化性能测试显示,La1-xCaxMnO3样品催化活性最高,表观电子转移数接近4,还原电流密度与Pt/C催化剂相当,而催化稳定性优于Pt/C。进一步研究了La1-xCaxMnO3样品中Mn价态、晶胞参数的改变对氧还原催化活性的影响,结果表明当z=0.3时,催化剂中Mn处于混合价态,Mn—O键长适中,最有利于电催化反应。 展开更多
关键词 溶胶凝胶法 钙钛矿 La1-xCaxMnO3 氧还原 电催化
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化学镀制备高性能直接乙醇燃料电池(DEFC)阳极催化剂PtRu/C和PtRuSn/C 被引量:2
19
作者 朱静 苏怡 +4 位作者 马华 陶占良 梁静 陈军 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期150-154,共5页
应用化学镀方法,以活化-敏化处理的活性炭作载体,制备高分散催化剂PtRu/C和PtRuSn/C.XRD、TEM及电化学测试表明,该催化剂Pt、Ru、Sn形成合金.金属颗粒的平均粒径约为3 nm.PtRu/C和PtRuSn/C二者对乙醇的阳极氧化都具有良好的催化活性和... 应用化学镀方法,以活化-敏化处理的活性炭作载体,制备高分散催化剂PtRu/C和PtRuSn/C.XRD、TEM及电化学测试表明,该催化剂Pt、Ru、Sn形成合金.金属颗粒的平均粒径约为3 nm.PtRu/C和PtRuSn/C二者对乙醇的阳极氧化都具有良好的催化活性和稳定性. 展开更多
关键词 化学镀 直接乙醇燃料电池 PtRu/C催化剂 PtRuSn/C催化剂
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非均相掺杂诱导表面形貌重构构建高性能LiNiO_(2)正极材料用于锂离子电池
20
作者 张宇栋 丁国彧 +3 位作者 李金翰 刘九鼎 黄赛芳 《Science China Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第7期2582-2590,共9页
具有高容量的LiNiO_(2)(LNO)是高能锂离子电池最受欢迎的正极材料之一,但是其存在结构和界面稳定性差,循环性能不理想等问题.常规Mg、Al元素掺杂可有效改善稳定性,但会导致可逆容量及倍率性能的损失.本文通过分段的共沉淀法制备了铝镁... 具有高容量的LiNiO_(2)(LNO)是高能锂离子电池最受欢迎的正极材料之一,但是其存在结构和界面稳定性差,循环性能不理想等问题.常规Mg、Al元素掺杂可有效改善稳定性,但会导致可逆容量及倍率性能的损失.本文通过分段的共沉淀法制备了铝镁不均匀掺杂的LNO二次球形前驱体,利用不均匀掺杂减少了掺杂剂用量并诱导实现了前驱体表面形貌的重构,煅烧后形成具有疏松多孔表层形貌的二次颗粒.改性后的LNO正极具有良好的循环稳定性(全电池150次循环后容量保持率为95.1%)和大倍率放电能力(10 C时达到177.9 mA h g^(-1)),这是由于比表面积的增加促进了锂离子传输,以及镁、铝的掺杂缓解了LNO循环过程中的有害相变.该工作揭示了通过设计掺杂元素的分布可以有效地调节LNO的形貌、结构和性能,为合成高性能的LNO正极材料提供了新的策略. 展开更多
关键词 LiNiO_(2) lithium-ion battery cobalt-free cathode DOPING core/shell microstructure
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