【摘 要】
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移动电子设备和电动车辆的快速发展使得人们需要进一步改善新型可充电电池的设计。新出现的5G手机需要高能量密度的柔性电池,且具备快充性能。无人机需要在起飞阶段快速爬升,因此其电池必须具有高功率密度的储能特点。对于实际应用来说,电化学储能系统的两个最重要指标就是高能量密度和高功率密度。实现这两个目标可以通过提升活性物质颗粒和导电剂的良好分散性来实现。在这项工作中,我们利用碳纳米管的结构优势来制造分散良好
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移动电子设备和电动车辆的快速发展使得人们需要进一步改善新型可充电电池的设计。新出现的5G手机需要高能量密度的柔性电池,且具备快充性能。无人机需要在起飞阶段快速爬升,因此其电池必须具有高功率密度的储能特点。对于实际应用来说,电化学储能系统的两个最重要指标就是高能量密度和高功率密度。实现这两个目标可以通过提升活性物质颗粒和导电剂的良好分散性来实现。在这项工作中,我们利用碳纳米管的结构优势来制造分散良好的复合电极。为了使得基于碳纳米管的复合材料具有良好的分散性能,需首先改进碳纳米管的分散性。通过建立碳纳米
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随着全球能源需求量的逐年增加,能源已逐渐成为世界各国经济发展的核心。太阳能作为一种取之不尽,用之不竭的清洁能源,是目前世界上可以开发的最广泛的能源之一。可利用太阳能发电的有机太阳电池具有质轻、价廉、柔性等特色,受到科学界和工业界的广泛关注。近年来,经过国内外科研学者的不懈努力,新型结构的有机/聚合物光电转换材料不断涌现,基于有机/聚合物半导体材料的有机光伏器件能量转换效率已突破18%。本论文致力于
钾因具有资源丰富和电极电势较低等特点,因此钾离子电池被认为是未来部分取代锂离子电池实现规模化使用的潜在储能体系之一。然而,由于钾离子半径较大,嵌入负极材料时容易引起较大的体积膨胀和结构破坏,导致电池循环稳定性较差。因此,寻找适宜的能够反复嵌脱钾的负极材料是影响钾离子电池发展的重要因素。本论文以碳材料和碳修饰的复合物为研究对象,从提高其储钾性能出发,通过优化活性物质结构的方法致力于解决碳材料、金属铋
目前,能源危机日益严重,亟需大力开发和利用可持续新能源。大量研究结果表明,电化学催化是一种能够实现大规模转化和存储可持续能源的有效技术手段。燃料电池、水裂解电解池和金属-空气电池等电化学能量转换和存储设备,由于具有转换效率高和污染小等优点,引起了研究人员的高度关注。这些设备主要涉及以下反应过程:氧析出反应(OER),氧还原反应(ORR)和氢析出反应(HER)。其中,OER过程由于其缓慢的反应动力学
近年来,可充电电池在消费类电子产品与大型储能器件的应用领域中发挥着至关重要的作用。在可充电电池研究体系中,钾离子电池得到了广泛关注。钾金属资源丰富且标准电极电势较低,因此钾离子电池的实际应用具有成本低廉、能量密度高的优势。然而,钾离子电池进一步发展面临的瓶颈是钾离子半径太大,导致宿主材料在充放电过程中体积变化严重、反应动力学缓慢,这一问题将造成电极材料电化学性能快速衰减。基于钾离子电池面临发展瓶颈
超级电容器以其寿命长、成本低、速率性能好、功率密度高等独特的特性受到广泛的关注。然而,由于缺乏高性能的负极材料,超级电容器的低能量密度限制了其应用。利用具有稳定晶体结构的不同纳米结构和碳基电极材料,可以提高超级电容器的电荷存储性能。这些负极电容器电极材料具有较高的表面积、较多的电活性位点和较短的电解质扩散长度。本论文主要研究氧化铁和碳基负极材料的合成及其电化学性能的提高。首先,通过简单、低成本的一
风能、太阳能、潮汐能等可再生能源的蓬勃发展为解决化石能源危机带来了希望,利用二次电池作为电能存储系统以解决可再生能源的不稳定问题,是可再生能源利用的关键技术之一。尽管锂离子电池具有能量密度高、循环使用寿命长等特点,但受到锂资源匮乏因素影响,锂离子电池较难大规模应用于储能系统中。钠资源储量丰富、分布广泛、价格优势明显,近年来钠离子电池受到广泛关注。为弥补钠离子半径大等理化性质带来低电压平台和能量密度
水电站在运行期间的事故大多与水力过渡过程相关。因此,在我国水电(包括抽水蓄能)持续大规模开发的背景下,研究在电站的初步设计阶段就充分考虑水力过渡过程的内在特性,寻求改善机组运行条件的措施十分必要。考虑到在水电站(包括抽水蓄能电站)的初步设计阶段,电站的某些关键参数(如吸出高度、比转速和机组飞轮力矩等)还存在较大不确定性以及水力机械全特性曲线缺乏,难以有效开展水力过渡过程数值模拟,并判断调压室设置的
多区域互联电力系统通常由多个区域子系统通过联络线相互连接组成,比如,中国的南方电网和西北电网这样的由多个省级电网组成的多区域互联电力系统。这种多区域互联系统在保证电力系统安全稳定运行和可靠供电的前提下,减少单位电能生产中能耗和污染物排放。多区域互联电力系统与单区域电力系统的本质区别在于,互联电力系统通常由多个独立的系统运营商联合运营,而每个运营商需在自己运营区域内独立经济地使用内部资源。传统集中式
随着电力系统的不断扩张，输电线路的受雷概率也逐渐增大，雷击跳闸导致的停电停工严重影响了经济的发展与人民正常生活的稳定。传统防雷方法虽然已经取得了一定成效，但是仍然受到雷击强度、雷击类型、雷击方式等不可控因素的制约，在雷电冲击过电压下还是较容易引起闪络。 后续工频电弧的持续燃烧不仅会造成线路跳闸还可能引发电气设备的永久性损坏，带来巨大经济损失。因此，现阶段亟待提出一种能够有效降低线路雷击跳闸率、断
液态锑阳极直接碳燃料电池是一种洁净煤发电技术,能够将煤炭、生物质等固体碳燃料中的化学能连续不断地转化为电能。液态锑阳极的界面反应动力学特性;燃料电池核心部件长时间运行稳定性;燃料电池单元关键运行技术的研发与验证都具有重要的意义。本博士论文针对以上关键科学技术问题进行了研究:分析了液态锑阳极工作机制;解析了燃料电池中液态金属阳极对解质的腐蚀机理;发展了基于金属支撑-大气等离子喷涂的燃料电池批次化制造