Browsing 2020年第26卷 by Title
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CO2高效资源化利用的高温熔盐电化学技术研究
(《电化学》编辑部, 2020-10-28)高温熔融盐具有CO2吸收容量大、电化学窗口宽、高温下反应动力学快等特点,是利用清洁电能大规模捕集和资源化利用CO2颇具实用化潜力的电解液体系. 本文主要介绍作者课题组近十年关于高温熔盐CO2捕集与电化学资源化转化(MSCC-ET)技术的相关研究工作,包括熔融盐电解质对CO2的吸收、阴极过程动力学、电解条件对产物的影响、析氧阳极、电解过程能量效率和CO2捕获潜力,并展望了MSCC-ET技术的发展前景. -
Ni-Fe/Ti和Ni-Fe-S/Ti的制备及其电催化水分解性能
(厦门大学《电化学》编辑部, 2020-02-28)以钛网为基底，采用电沉积法制备了Ni-Fe/Ti析氧电极，然后将得到的Ni-Fe/Ti电极通过固相硫化制备了Ni-Fe-S/Ti析氢电极. 分别考察了电沉积液中Ni2+/Fe3+离子摩尔浓度比和硫脲加入量对Ni-Fe/Ti和Ni-Fe-S/Ti结构和电化学性能的影响. 结果表明，随着电沉积液中Ni2+含量的增加，Ni-Fe/Ti电极析氧性能先增强后减弱，Ni9Fe1/Ti电极具有最好的析氧性能；随着硫脲加入量的增加，Ni-Fe-S/Ti ... -
NiO@rGO负载钯、银纳米粒子用作氧还原催化剂
(《电化学》编辑部, 2020-04-28)为了促进燃料电池的广泛应用,必须研发一种高效、经济的氧还原（ORR）催化剂材料替代目前使用的昂贵的Pt基催化剂. 本文合成了NiO@rGO、Pd-NiO@rGO和Ag-NiO@rGO三种催化剂材料,并对其ORR催化性能进行了比较研究. 结果表明,三种材料均具有催化ORR的能力,但与NiO@rGO相比,Pd-NiO@rGO和Ag-NiO@rGO展示了更加优异的性能,主要表现在其4电子转移ORR过程、起始电位增加,中间产物的产率降低和稳定性提高. ... -
PEO基聚合物电解质及其锂硫电池性能研究
(《电化学》编辑部, 2020-06-28)锂硫电池由于具有高的理论比能量引起了广泛关注,然而传统液态锂硫电池由于多硫化物的“穿梭效应”以及安全问题而限制了其应用,全固态锂硫电池可显著提高电池安全性能并有望解决多硫化物的穿梭问题. 本文采用传统的溶液浇铸法制备了具有不同的[EO]/[Li+]的PEO-LiTFSI聚合物电解质,并将其应用于锂硫电池. 研究发现,虽然[EO]/[Li+] = 8的聚合物电解质具有更高的离子电导率,但是[EO]/[Li+] = 20的电解质与金属锂负极 ... -
Sn-Cl共掺杂的锂离子正极材料Li2MnO3的结构及电化学性能研究
(厦门大学《电化学》编辑部, 2020-02-28)以乙酸盐为原料，柠檬酸为络合剂，通过溶胶-凝胶的方法制备富锂阴极材料Li2MnO3，选用草酸亚锡(SnC2O4)为锡源，用Sn4+代替Mn4+，获得不同掺杂量的材料. 适当含量的Sn4+掺杂可以提高材料的放电比容量，在低电流下获得256.3 mAh·g-1的高放电比容量，但由于Sn4+离子半径过大，不能起到稳定结构的作用，材料的倍率性能较差. 在此基础上，选用氯化亚锡(SnCl2)进行掺杂改性，在材料中同时引入Sn4+和C ... -
Ta 5+掺杂Li7La3Zr2O12的合成及其性能研究
(《电化学》编辑部, 2020-04-28)本文采用固相法制备了Ta 5+掺杂的石榴石型无机固体电解质Li7-xLa3Zr2-xO12（xTa-LLZO）,研究了不同的掺杂量对材料性能的影响. 通过X射线发射光谱（XRD）、冷场发射电子扫描电镜（FESEM）和电化学阻抗（EIS）对材料进行物理表征和阻抗测试,并且组装LiFePO4//LLZTO//Li全固态锂电池测试电池的循环稳定性. 结果表明,随着Ta 5+掺杂的增加,材料呈现出一个单一的立方相结构,当Ta ... -
一种简单灵敏的基于适配体的黄曲霉毒素B1电化学传感器
(《电化学》编辑部, 2020-06-28)黄曲霉毒素B1（AFB1）以其高毒性和致癌性成为食品安全隐患而备受关注. 本文拟构建一种新颖、简单、快速、灵敏的传感器用于谷物食品中AFB1的痕量检测. 将介孔碳（CMK）修饰在工作电极表面来增大电极的表面积,再将工作电极恒电位沉积金纳米粒子（AuNPs）,提高电信号的同时,为下一步巯基化适配体的连接提供位点. 检测过程中,AFB1可以竞争性地去除吸附在适配体链上的亚甲基蓝（MB）引起电信号的变化,对AFB1进行定量检测. ... -
中空核壳结构Ni1.2Co0.8P@N-C钠离子电池负极材料的制备及拉曼研究
(《电化学》编辑部, 2020-06-28)本文设计制备了一种新型的氮掺杂碳包覆镍钴双金属磷化物中空核壳结构纳米立方体(Ni1.2Co0.8P@N-C)作为钠离子电池负极材料. 该材料以镍钴类普鲁士蓝(PBA)纳米粒子为模板,先后经水热法、磷化法和高温碳化处理后合成. 将其作为活性材料应用在钠离子电池中,该材料展现出优异的循环稳定性,当以100 mA·g-1的电流密度循环至200圈时,该材料的库仑效率保持在99.3%. 进一步通过对不同电位下Ni1.2Co0.8P@N-C材料中的 ... -
乙烷脱氢共生电能-增值化学品固体氧化物燃料电池研究进展
(《电化学》编辑部, 2020-04-28)天然气/页岩气供应大幅增加推动了全球由乙烷制取乙烯等增值化学品的发展,深刻改变着石化产业的格局,乙烷高效清洁地转化为更高价值化学品具有深远意义. 乙烷蒸汽裂解制乙烯是一项比较成熟的工业生产技术,但是这一过程存在耗能高、积碳严重、热力学平衡受限等问题. 电能-增值化学品共生固体氧化物燃料电池由于可以将燃料气自发反应转化为高价值化学品的同时释放电能的特点被广泛研究. 本文总结了采用共生固体氧化物燃料电池将乙烷电化学脱氢共生乙烯增值化学品和电 ... -
前驱体中N含量对FeN/C催化剂氧还原活性的影响研究
(厦门大学《电化学》编辑部, 2020-02-28)采用热解法制备FeN/C催化剂，考察催化剂前驱体中氮含量对其氧还原活性的影响. 使用X射线衍射、比表面积和孔径分布测试、透射电子显微镜以及热重分析等方法对催化剂的结构、形貌及催化剂前驱体的热性质等进行表征，使用线性扫描伏安法对催化剂的氧还原活性进行测试. 结果表明，以1,10-菲啰啉为氮源，FeCl3为铁源，Black Pearl 2000为载体，催化剂前驱体中1,10-菲啰啉含量为20wt%，Fe含量为1wt %时，热处理制备所得催化 ... -
单晶电极界面反应过程的电化学原位拉曼光谱研究
(厦门大学《电化学》编辑部, 2020-02-28)自20世纪70年代起，人们利用原位光谱技术（拉曼、红外等）对电化学界面进行了系统的研究，进而发展出原位谱学电化学的研究方向，由于其具有良好的表面灵敏度和能量分辨率，可以提供更多的表面反应信息，进而从微观上揭示反应机理. 伴随着纳米技术的兴起，表面增强拉曼光谱技术取得了快速的发展. 近来，壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱（shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy，SHINE ... -
单气室固体氧化物燃料电池的材料、微堆结构与相关应用
(《电化学》编辑部, 2020-04-28)单气室固体氧化物燃料电池（SC-SOFC）是一种整个电池处在单一气室中,阳极和阴极分别对混合气体中的燃料和氧气进行选择催化产生电动势的特殊结构燃料电池. SC-SOFC因其独特的原理和结构而具有无需密封、易于堆叠、可以快速启动和不易发生积碳等诸多优点,有很大的应用潜力. 作者在SC-SOFC的原理和特点的基础上,系统地总结了SC-SOFC所用材料、微堆结构设计、衰退机制及应用方面的研究进展;以提高SC-SOFC微堆的输出电压和功率为目的 ... -
原子力显微镜在锂离子电池界面研究中的应用
(厦门大学《电化学》编辑部, 2020-02-28)近几年，电动汽车市场的飞速发展对锂离子电池的能量密度和安全性提出了更高的要求. 然而，过去近30年，在应用终端市场的大力推动下，锂离子电池的电极材料、电池结构设计和生产工艺都已经发展得比较成熟，容量提升空间已经比较小，想要进一步提高现有锂离子电池的能量密度，需要对锂离子电池的整个系统和工作原理有更深刻和全面的理解. 存在于锂离子电池电极材料和电解液之间的固态电解质中间相（solid electrolyte interphase，SEI） ... -
固体氧化物电解池直接电解CO2的研究进展
(《电化学》编辑部, 2020-04-28)固体氧化物电解池是一种高效、环境友好型的能量转换器件,可以直接将电能转化为化学能. 本文介绍了近年来作者课题组在固体氧化物电解池直接用于CO2还原的研究进展,并以阴极材料为主着重讨论了金属陶瓷电极和混合导电型钙钛矿氧化物电极的研究工作,最后展望了未来固体氧化物电解池直接电解CO2的研究思路和方向. -
固液界面双电层的理论计算模拟
(厦门大学《电化学》编辑部, 2020-02-28)固液界面双电层在电化学中处于核心地位. 如何发展一个理论方法，在该方法的框架下计算双电层的平衡性质和动力学性质一直以来都是理论研究的难点和热点. 本文总结了最近十几年第一性原理计算方法在计算双电层平衡性质和电催化反应的进展，如热力学方法、反应中心模型以及双参考方法. 并进一步详细地阐述了基于周期性均匀介质溶剂化模型 ( DFT/CM-MPB)对于固液界面双电层的研究，该方法能够计算双电层的平衡性质(零电荷电势和微分电容)和表面相图，在此 ... -
基于伪随机二进制序列的阻抗谱快速重构及其在电化学能源领域的应用
(《电化学》编辑部, 2020-06-28)阻抗谱的应用范围越来越广,其传统测试方法耗时长的问题也日益突出. 提高阻抗谱测量速度的各种尝试中,合成宽带激励信号和设计高效率估计算法被认为是最具潜力的解决方案,由于伪随机二进制序列（pseudo-random binary sequence,PRBS）具有功率谱平坦和易生成等优点,它在阻抗谱快速测试中具有独特优势. 本文综述了快速阻抗谱测试中三个核心问题：PRBS信号类型、不同快速算法及其在电化学能源领域的典型应用. ... -
基于有机物电极的电化学能量存储与转化
(《电化学》编辑部, 2020-08-28)由于高安全的特性,水系二次电池被认为是未来大型储能的有效解决方案之一. 然而,现有水系电池主要以含金属元素的无机化合物为电极活性材料,其在大型储能中的实际应用仍受到循环寿命、环境问题、原料成本或金属元素丰度的限制. 相较于无机电极材料,部分有机电极材料具有原料丰富、结构丰富、可持续及环境友好等优点. 此外,有机物材料分子内空间大,能够存储不同价态电荷,因此近年来被广泛关注. 本文综述了课题组近期在有机物电极方面的研究进展,内容聚焦含羰基 ... -
基于流动池的电化学二氧化碳还原研究进展
(《电化学》编辑部, 2020-08-28)采用电化学方法将二氧化碳（CO2）还原转化为基础化学品或碳基燃料是目前极具前景的碳资源利用新方式. 考虑到该技术未来的发展方向和大规模应用需求,人们亟需开发具有高转化效率和高稳定性的电解设备. 在本文中,作者详细介绍了现阶段发展的两种流动池的结构特点及性能优势,阐述了每种反应体系的内在局限性, 深入分析了整个反应体系所用组件（电解池、气体扩散电极、离子交换膜）对于性能的影响. 最后,针对目前该领域存在的挑战及未来发展趋势进行了总结与展望. -
基于电化学噪声研究模拟海洋大气环境下304不锈钢的点蚀行为
(《电化学》编辑部, 2020-04-28)基于电化学噪声技术建立了不锈钢海洋大气点蚀监测系统,利用该系统对处于干湿循环环境下不锈钢的点蚀行为进行监测. 使用时域谱图、时域统计、频域谱图和散粒噪声理论等分析方法对采集到的电化学噪声数据进行处理分析,并结合动电位极化法,形貌分析法共同研究不锈钢的点蚀行为. 研究结果表明,304不锈钢在模拟海洋大气环境下的点蚀行为分为钝化、亚稳态点蚀和稳态点蚀三个阶段. 在钝化阶段,电位电流噪声信号出现少量的同步异向波动,腐蚀事件发生频率高,平均电量 ... -
基于纳米金属的增强效应在CO2电还原反应中的应用进展
(《电化学》编辑部, 2020-08-28)将二氧化碳通过电化学方法转化为化工原料再利用,不仅可以有效缓减温室效应,而且可以实现自然界的碳循环,对绿色化学与可持续发展意义重大. 本文简要地介绍了二氧化碳电还原的优势及其基本反应原理并综述了近年来基于纳米金属催化剂的一系列活性增强策略的研究进展. 重点探究了合金效应、界面工程、协同效应、缺陷工程以及载体效应等对纳米金属电催化还原二氧化碳性能的影响及相关反应机理. 基于以上策略,提出未来开发面向工业化应用的二氧化碳电还原催化剂面临的挑战与前景.