论文部分内容阅读
铈铜液流电池是一种新型的液流电池体系,它具有功率和容量相互独立、原材料价格相对低廉、环境友好等特点,而受到研究者的关注。在本论文工作中,测试了Ce3+/Ce4+和Cu2+/Cu0氧化还原电对的循环伏安特性,优化了电解液及电极材料,进而组装出液流电池,并研究了电池的充放电性能。主要结果如下: 采用循环伏安法、阻抗等电化学方法研究了Ce3+/Ce4+、Cu2+/Cu0电对在硫酸溶液中的电化学性能,结果表明,在石墨电极上Ce3+的扩散系数为4.8×10-6 cm2s-1并且氧化还原反应过程是准可逆的;在玻碳电极上Cu2+的扩散系数为2.6×10-6 cm2s-1,其电极反应过程也是准可逆过程。此外,研究了电解液中硫酸浓度、温度、活性离子浓度等因素对以上电对电极反应可逆性的影响。 对组成电池的负极材料、隔膜、电解液酸性体系的种类等进行了优化,采用石墨毡作为正极材料、泡沫铜作为负极材料、硫酸作为电解液体系、NR-212隔膜组装出了模拟液流电池。并研究了充放电电流、运行温度等因素对电池充放电性能的影响。结果表明,上述铈铜液流电池体系在室温下,使用45 mA的电流进行充放电测试,电池库伦效率为100%,能量效率为75%以上,电池能够稳定循环100次。