【摘 要】
：
镁的标准电极电位为-2.37V,具有很高的电化学活性,因此常用作镁空气电池的阳极材料。镁空气电池的理论电池电压为3.09 V,放电容量为2.2Ah/g,能量密度高达6.8 Wh/g。然而,由于镁及镁合金存在严重的自腐蚀和“负差数效应”,以及放电产物的附着,镁基阳极在实际应用过程中库仑效率和放电容量较低。为提高镁阳极的放电性能,本研究从镁的腐蚀行为及“负差数效应”出发,通过改变镁合金微观结构和加入合
论文部分内容阅读
镁的标准电极电位为-2.37V,具有很高的电化学活性,因此常用作镁空气电池的阳极材料。镁空气电池的理论电池电压为3.09 V,放电容量为2.2Ah/g,能量密度高达6.8 Wh/g。然而,由于镁及镁合金存在严重的自腐蚀和“负差数效应”,以及放电产物的附着,镁基阳极在实际应用过程中库仑效率和放电容量较低。为提高镁阳极的放电性能,本研究从镁的腐蚀行为及“负差数效应”出发,通过改变镁合金微观结构和加入合金化元素抑制镁的自腐蚀速度,减少甚至杜绝镁放电时析氢副反应的发生,从而提高镁阳极的放电性能,推动其在实际工程中的应用。主要内容及成果总结如下:（1）通过浸泡和电化学测试,研究了压铸Mg-9Al-1Zn（Die-Cating（DC）AZ91D）合金在3.5 wt.%NaCl溶液中的腐蚀行为和放电性能。结果表明,DC AZ91D具有低腐蚀速率（0.10±0.01 mm/y）,并且作为镁空气电池中的阳极具有优异的放电性能,尤其是在低放电电流密度下。DC AZ91D在电流密度为1 mA/cm2和2.5 mA/cm2时的阳极效率分别达到53.47%和57.72%,电流密度为1 mA/cm2时放电比容量高达1206 mAh/g,显著高于许多其它镁基阳极。DCAZ91D阳极效率的提高主要归因于其具有均匀细小的基体晶粒与连续均匀的网状β相微观结构,从而可以产生具有保护性的放电产物膜。这种均匀的微观结构与具有保护性的产物膜协同抑制镁合金的自腐蚀并阻碍腐蚀产生的金属碎片或第二相颗粒从基体中脱离。因此,压铸制备的AZ91D,通过改变其微观结构,放电性能得到了显著提高。（2）利用磁控溅射非平衡技术在镁中加入合金化元素Zn,得到了高耐蚀不析氢Mg-Zn合金。研究发现,当合金中的Zn含量从18 at.%（Mg82Zn18）增加至36 at.%（Mg64Zn36）时,Mg64Zn36合金呈现出纳米级晶粒的非晶态结构,其腐蚀速率与镁的固有腐蚀速率相当,并且其在腐蚀及阳极溶解过程中不发生析氢反应。非晶态Mg64Zn36合金耐蚀性能的提高主要归因于Zn在镁中的固溶度的提高,较高的Zn含量使合金具有更正的平衡电位和析氢过电位,同时在表面形成了具有一定保护作用的产物膜。这项研究将极大的推动镁合金的发展和应用,特别是应用于需要在极化条件下服役的镁空气电池以及生物可降解电池的阳极材料。（3）利用Mg64Zn36合金作为空气电池的阳极材料进行放电,发现Mg64Zn36合金在低电流密度下（1 mA/cm2）能达到很高的阳极放电效率（94.79%）,这是目前在NaCl溶液中的阳极效率最高的镁阳极材料。由于Mg64Zn36合金完全抑制了阳极极化条件下氢气的产生,生成的放电产物膜对体系中电荷的传导以及活性物质放电溶解没有造成阻碍,因此表现出优异的放电性能。
其他文献
大企业是我国财政收入的主要来源,我国税款的百分之九十都来自于大企业。大企业是我国经济的命脉,影响国家经济的发展。经济高速发展的当下,大企业的经营业态愈加多样化、税收数据和财务数据量庞大,税收风险也相应提高。如何运用数据治理来规避大企业的税收风险,优化税收风险管理流程,提高大企业的税收遵从度,是值得研究探索的。数据治理视角下的信息化建设已经提高到国家战略层面,税务部门也结合自身工作实际和现代化建设的
CsPbX3材料因其良好的环境稳定性、耐用性和优异的光电性能而被认为是一种前景良好的发光材料。同时具有大体积有机阳离子的（PEA）2（CsPbBr3）n-1PbBr4钙钛矿因其具有良好的环境稳定性、可调谐的发光波长、强的激子结合和良好的发光效率在光电器件中受到广泛关注。然而,这些材料中一些固有的激子机制仍有待阐明。为了制备出高亮度和高耐久的CsPbBr3薄膜,本文在正常湿度的空气中采用一步溶液法和
当今世界正处于百年未有之大变局,新冠肺炎疫情的发生加剧了大变局之“变”。国际格局和国际体系正在发生深刻调整,全球治理体系正在发生深刻变革,世界范围内呈现出前所未有的革命性变化。基于全球化发展与全球性问题的权威判断,习近平总书记提出了构建人类命运共同体的理论命题和伟大设想。在历史唯物主义视野下,以人类整体发展问题为考量对象,以共享共建和合作共赢维护人类共同利益为目标,以重构更全面更高层次的“共同性”
当今世界正面临百年未有之大变局,在疫情推动下变局加速发展,全球经济将在后疫情时代持续面临挑战,良好营商环境有利于防止资本外流,吸引资本流入,从而刺激经济、稳定就业,是推动经济高质量发展的必要条件。在大数据时代下,我国电子商务发展势头迅猛,引领世界潮流,在日益活跃的经济市场中,企业数量急剧增多,经营业务多元化发展,涉税数据呈井喷式增长,产业布局逐步呈现多地市化发展趋势,销售链、生产供应链、财务数据更
随着打击恐怖主义和极端主义的持续升温,“去极端化”工作也接受着严峻的考验,特别是在新疆这个特殊的历史环境和地理环境中,宗教极端主义更加凸显,已成为全社会的共同敌人,然而怎样去有效阻断和避免极端主义的产生和传播,是值得我们思考的问题。对于监狱来讲,“去宗教极端化”不仅是教育改造罪犯的一个紧迫而棘手的新课题,更是在教育改造领域实现重大突破的一次重要尝试。如何争取积极主动,因势利导,如何让那些受极端宗教
改革开放以来,我国农村面貌发生了翻天覆地的变化,城乡格局深刻变革。然而,金融领域的城乡二元结构问题依然较为突出。金融天然的逐利性和农业的高风险性决定了贫困户不会被金融机构作为首选信贷目标,他们往往被排斥在金融服务体系之外,面临严重的融资困境。政府背书下的扶贫小额信贷是为建档立卡贫困户量身定制的扶贫贷款产品,旨在解决贫困人口的生产性资金需求问题,力图帮助贫困户发展生产从而实现脱贫增收。那么,扶贫小额
党的十九大明确将审计监督纳入“党和国家监督体系”提出“改革审计管理体制”的决策部署。2018年3月,党的十九届三中全会审议通过了《深化党和国家机构改革方案》,中国共产党中央委员会设立审计委员会,完善了权力监督运行机制。督察内审是对税务内部对税收执法行为和行政管理行为的监督,是一种内部监督行为。2008年国务院批准在国家税务总局内设立督察内审司,督察内审作为一个内部监督部门在全国各级税务系统中发挥着
近年来,互联网和清洁能源都在飞速发展,衍生出了混动汽车、便携式电子设备、物联网等。这些设备的发展和推广都离不开高效实用的储能设备来提供能源。由此,超级电容器（SC）引起了广泛的关注,有望替代电池成为主流的储能设备。聚苯胺（PANI）材料具有很高的理论比电容值和多种氧化还原态,在超级电容器电极材料领域具有巨大发展潜力。但在实际使用中,PANI的比电容值远低于理论比电容值,且循环稳定性较差,极大地限制
由于钠资源丰富且成本低廉,钠离子电池已成为大规模储能领域中潜在应用的二次电池。然而,许多已经市场化的锂离子电池电极材料因钠离子的半径大于锂离子,不能直接迁移应用到钠离子电池中。因此,探索具有优异性能的钠离子电池电极材料对于推进钠离子电池的市场化应用具有重要意义。近年来,普鲁士蓝类似物（PBA）因具有许多优异性能而得到科研工作者们的广泛关注。然而人们发现,实验上制备的普鲁士蓝类似物会引入大量的空位和
微孔有机聚合物因具有丰富的多孔结构,高的比表面积,优异的化学稳定性和热稳定性,在气体存储、分离与纯化、催化、传感和储能等领域展现出广阔的应用前景。近年来,微孔有机聚合物材料的制备取得飞速发展。然而,如何实现其低成本、规模化制备并赋予其优良的性能仍是广大科研工作者的研究重点。沥青和单质硫均为石化行业大宗副产物,年产量达到数千万吨,价格低廉。它们均被世卫组织列为危废品,严重威胁着人类和环境安全。然而,