鎂空氣電池是目前十分具有應(yīng)用前景的新能源儲(chǔ)能裝置,其具有理論能量密度高、成本低和綠色無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。陽(yáng)極鎂金屬存在腐蝕反應(yīng)和極化,以及陰極氧還原催化劑的電化學(xué)極化和氧還原動(dòng)力學(xué)性能差的原因,限制了鎂-空氣電池的發(fā)展。因此,開(kāi)發(fā)出良好性能的鎂金屬陽(yáng)極及效率高、成本低的非貴金屬氧還原催化劑是提高鎂空氣電池性能和應(yīng)用前景的有效方法。本文用擠壓Mg-Al-Pb-Re合金作為鎂空氣電池的陽(yáng)極,選取錳氧化物和Co-N-C作為鎂空氣電池的陰極催化劑研究,本文的主要研究?jī)?nèi)容為:通過(guò)熔煉鑄造法得到Mg-Al-Pb-Re合金,并借助熱擠壓對(duì)鎂合金進(jìn)行塑性變形來(lái)得到擠壓Mg-Al-Pb-Re合金,研究不同擠壓比對(duì)鎂空氣電池放電性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)擠壓比為20.5:1的帶材在長(zhǎng)時(shí)間放電（10 h）時(shí)有更高的放電電壓和穩(wěn)定性,在10 m A cm^-2的電流密度時(shí)金屬陽(yáng)極效率達(dá)到了64.1%,高于純鎂和AZ31。同時(shí),擠壓比為20.5:1的Mg-Al-Pb-Re合金具有獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu),細(xì)小的晶粒有助于提高陽(yáng)極的放電效率和耐腐蝕性。利用高錳酸鉀和導(dǎo)電碳黑的反應(yīng)合成了Mn O₂

【文章來(lái)源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

一些具有代表性能源的理論能量密度Fig1-1Thetheoreticalenergydensityofsomerepresentativeenergysources

廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文要比熱力學(xué)理論上的要低，這是由于金屬鎂陽(yáng)極在反應(yīng)過(guò)程中在陽(yáng)極表面形成的氧化膜，鎂的氧化膜會(huì)阻止電解液與陽(yáng)極的進(jìn)一步反應(yīng)，從而抑制了鎂陽(yáng)極的放電，導(dǎo)致了實(shí)際上金屬鎂陽(yáng)極的電勢(shì)較低和陽(yáng)極金屬的利用率降低，同時(shí)由于陽(yáng)極金屬的自腐蝕和析氫反應(yīng)，對(duì)陽(yáng)極金屬消耗的更快，這使得金屬空氣電池的性能較差[5]。圖1-1一些具有代表性能源的理論能量密度Fig1-1Thetheoreticalenergydensityofsomerepresentativeenergysources圖1-2金屬空氣電池工作示意圖Fig1-2Schematicdiagramofmetal-airbattery2

廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文鈷氧化物的形貌可以提高其氧還原反應(yīng)性能，鈷的納米線和納米顆粒的氧還原催化性能要比微米顆粒的要好。1.4.3金屬大環(huán)化合物氧還原催化劑金屬大環(huán)化合物經(jīng)過(guò)熱解能有效的提升其氧還原催化劑性能。如圖1-4所示[27]為熱處理后的過(guò)度金屬大環(huán)化合物的分子結(jié)構(gòu)，N和過(guò)渡金屬離子配位后提供了催化活性位點(diǎn)[25、26]。過(guò)渡金屬離子作為螯合物的中心原子，中心金屬離子和配體結(jié)構(gòu)影響螯合物的催化活性。不同的中心金屬離子的螯合物具有不同的氧還原性能，例如Fe類(lèi)的螯合物在氧還原反應(yīng)中進(jìn)行的是4電子轉(zhuǎn)移，而以Co離子為中心的螯合物在氧還原中有2電子轉(zhuǎn)移，在反應(yīng)中有強(qiáng)氧化性的過(guò)氧化物產(chǎn)生，這破壞了催化劑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進(jìn)而影響了催化劑的氧還原性能。所以選擇不同的中心金屬離子螯合物對(duì)催化劑的氧還原性能有著重要的影響[28]。圖1-4(a)FePc的分子結(jié)構(gòu)Fig.1-4MolecularstructureofFePcmoleculesinvestigated6

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]金屬燃料電池[J]. 唐有根,黃伯云,盧凌彬,劉東任.  物理. 2004(02)



本文編號(hào)：3078074