【摘 要】
：
可充电柔性电源的设计备受关注,是当今快速发展的个性化柔性电子产品的重要组成部分。燃料电池因其高能量密度而特别有前景。在各种燃料中,通常使用的液体燃料,如甲醇、乙醇、尿素等,运输方便,来源广泛,成本低。此外,许多研究者已经将这些燃料电池应用到日常生活中,特别是轻便灵活的燃料电池,具有体积小、重量轻的特点。这些装置由于无法充电、燃料存储困难、燃料渗透性强、离子交换膜成本高等几个严重问题而远离实际应用。
论文部分内容阅读
可充电柔性电源的设计备受关注,是当今快速发展的个性化柔性电子产品的重要组成部分。燃料电池因其高能量密度而特别有前景。在各种燃料中,通常使用的液体燃料,如甲醇、乙醇、尿素等,运输方便,来源广泛,成本低。此外,许多研究者已经将这些燃料电池应用到日常生活中,特别是轻便灵活的燃料电池,具有体积小、重量轻的特点。这些装置由于无法充电、燃料存储困难、燃料渗透性强、离子交换膜成本高等几个严重问题而远离实际应用。另一方面,如果不放弃使用燃料容器来解决燃料储存的问题,乙醇燃料电池的真正柔性是无法实现的。针对以上问题以及未来应用场景,本课题着眼于理论能量密度高、环境友好、燃料价格低廉的乙醇燃料电池,设计了一种真正的可充放电以及柔性可弯曲的乙醇燃料电池。具体来说,本课题对阻碍乙醇燃料电池柔性化以及应用扩大化的因素进行了优化,主要体现在两个方面:设计了乙醇氧化反应（EOR）和乙醛还原反应（ARR）的Pt Pd Ag/C三元合金双功能催化剂,使得乙醇燃料电池可充放电的可逆氧化还原得以实现,与商用Pt/C催化剂相比,具有双功能催化性能的Pt Pd Ag/C三元合金在乙醇氧化以及乙醛还原中均表现出更低的过电位以及更高的电流密度;对水凝胶进行了结构设计,通过引入Zn2+,使得具有交联网络的PANaZn水凝胶能够允许乙醇和乙醛分子进入网络,可同时作为燃料储藏室和阴离子交换膜,对乙醇的储存量高达66.5 g乙醇/gPANaZn,乙醛的储存量高达10.723 g乙醛/gPANaZn。最终此电池显示出优异性能（23.6小时的长放电时间和出色的倍率性能）、易于组装、最少的组件和超过100次循环（1000分钟）的高度可充放电性能,并且无论是静态还是动态弯曲状态下,都能很好地保持电压以及工作状态。其在从0°到180°范围中,能轻松为电子时钟供电,也能简单地通过直流（DC）电源充电。此外,本课题针对催化剂成本高的问题设计了一款具有极佳的、能与贵金属催化剂催化性能相媲美甚至超越贵金属催化剂的非贵金属NiSn/C催化剂,对甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇氧化都具有极佳的催化活性,催化反应中的过电位大大降低,接近并低于贵金属催化剂,组装成相应的电池也具有极佳的开路电压以及放电性能,这不仅大大降低了成本,而且在非贵金属催化剂中也是极大进展与突破。本课题设计的燃料电池具有极佳的未来场景应用可能性以及前瞻性,为下一代功能化的、可穿戴的柔性燃料电池的真正应用开辟了广阔空间。
其他文献
在能源危机与环境保护的大背景下,新能源的开发受到了人们的广泛关注。其中锂离子电池由于具有电压高、比容量大、循环寿命长、自放电小、安全性能好等优点,已得到广泛应用。随着新兴技术产业的发展,锂离子电池的能量密度、使用寿命等性能亟需得到提升。硅因其超高的理论能量密度和丰富的资源储量,成为锂离子电池负极材料中的重要研究对象。然而,硅在电池循环过程中存在严重的体积膨胀与收缩效应,且电导率较低,在负极材料的商
镁合金由于其密度小、比强度和比刚度高、阻尼性和生物相容性良好,被广泛应用于汽车领域、3 C电子工业领域、航空航天领域和生物医学领域。但当前镁合金消耗量远落后其发展潜力,新型轻质镁合金的设计开发已成为研究热点。以CALPHAD（相图计算）为代表的材料设计手段,摆脱了传统实验的试错法,缩短了材料研发周期,被认为可加速镁基合金材料的设计研发。因此,掌握镁合金体系的相图信息并建立多组元高精度热力学数据库,
阳极氧化法制备的阀金属氧化物纳米管具有高度契合催化应用的形貌特征,不仅比表面积大,并且拥有高度完整的一维结构,结合过渡金属氧化物一系列独特的光学、电学和化学行为,具备广泛的应用范围。但其普遍存在着高温结构稳定性差的问题,在高温下纳米管结构极易被破坏,限制了其应用。通过引入高熵材料中独特的高熵单相效应和扩散迟滞效应,制备高熵氧化物纳米管,有望获得在更高的温度下保持稳定的纳米管。目前与高熵氧化物纳米管
研究背景肺动脉高压是一种表现为血液流经肺循环引起的压力升高和肺血管阻力增加的严重的心血管和肺部疾病。其中,低氧诱导的肺动脉平滑肌细胞增殖已被证明是引起肺动脉高压的重要机制之一。目前,已经有多项研究证明,与肺动脉高压发生发展有关的分子中也包含了长链非编码RNA。本课题的目的是探讨Lnc RNA DANCR在低氧诱导大鼠PASMCs增殖中的作用,及其是否通过调控PLK1介导低氧诱导大鼠PASMCs的增
目的旨在引进、汉化家庭韧性评估量表（Family Resilience Assessment,FRA）,完成跨文化调试,形成中文版家庭韧性评估量表（Chinese Version of Family Resilience Assessment,C-FRA）,并对中文版家庭韧性评估量表进行信效度检验,探索其在我国乳腺癌患者中的适用性。方法（1）量表的翻译:获取量表原作者授权后,基于改良Brislin
随着柔性可穿戴传感技术的发展,人们可以更容易地获取个人健康信息,用于健康监测的可穿戴传感器也受到了广泛的重视,如压力传感器、湿度传感器、紫外传感器等,其中可穿戴的紫外光电传感技术可以更便捷地跟踪看不见的紫外线,具有广泛的应用前景,然而,这类柔性传感器面临着高性能、低成本和用户友好的重大挑战。为了保证灵敏感应紫外光的同时,满足柔性、自驱动、透明等可穿戴紫外光电传感器的需求,本文基于氧化镍纳米线（Ni
安全和高能量密度的储能设备对于许多先进的功能性电子设备的市场化发展具有至关重要的意义。铝空气电池因其不可燃性和本质特征的极高能量储存密度被认为是满足这些要求的可行方法。因此,在过去几年中,我们一直致力于通过使用强碱性液体电解质来最大化铝空气电池的功率密度和能量密度。然而,液体电解质泄漏导致电池性能下降,对人身安全也构成威胁,是其在便携式设备中应用的最大障碍。使电解液具有柔性是降低铝空气电池人身危害
研究背景急性肺损伤（Acute Respiratory Injury,ALI）/急性呼吸窘迫综合征（Acute Respiratory Distress Syndrome,ARDS）是指由感染、创伤、输血、药物中毒等致病因素导致的以进行性低氧血症、呼吸困难、呼吸功增加为表现的致命性临床综合征。流行病学调查显示,ALI/ARDS在ICU（Intensive Care Unit）患者中超过10%,死亡
背景急性胰腺炎（Acute Pancreatitis,AP）发病率日益增加,是消化内科常见的急腹症,约20%的患者可快速发展为中度重症急性胰腺炎（Moderately severe acute pancreatitis,MSAP）和重症急性胰腺炎（Severe acute pancreatitis,SAP）,导致全身严重的炎症反应综合征（SIRS）,SAP病死率高达30%,但其发病机制尚未完全阐明
背景食管胃静脉曲张（Gastro-esophageal varices,GOV）是肝硬化的常见并发症,是肝硬化患者死亡的主要原因。大约50%的肝硬化患者出现食管胃静脉曲张。它们的存在与肝病的严重程度相关。静脉曲张出血以每年5-15%的速度发生,静脉曲张出血后6周的死亡率约为20%。国外相关指南推荐胃镜下静脉曲张套扎术或组织胶可作为胃底静脉曲张预防再次出血的治疗方案。研究也显示内镜下氰基丙烯酸酯治疗