考虑三相界面形态的多孔气体扩散电极数学模型

根据电化学中电导和多孔介质内电解质溶液的欧姆定律的原理,应用渗流力学知识建立单元体内电流与过电位的数学关系,并定义了有效三相分界线长度,在单孔电极过程的数学模型基础上建立了基于多孔介质理论的一维过电位数学模型,可以用来计算电池的电流电压输出.     

考虑多孔电极内气液分布的数学模型

给出了多孔电极内不同气液分布形状的溶液欧姆定律; 在单孔电极模型基础上定义了电化学反应的有效三相分界线长度概念,并给出了对应的计算方法;建立了基于多孔介质气液分布理论的一维电流和过电位数学模型,用数值迭代方法计算了沿电极面法线方向上的电流和过电位分布,分析了气体饱和度分布和有效三相分界线长度对它们的影响。     

空气扩散电极的结构对扣式锌空气电池性能的影响

为了研究空气扩散电极的结构对扣式锌空气电池性能的影响,采用辊压法制作了单层膜、三层膜和两种不同结构的双层膜分别作为扣式锌空气电池的空气电极;测试了空气电极的透气性、极化曲线;并测试了用各种膜电极制作的扣式锌空气电池的放电性能.研究结果表明,单层膜空气电极的透气性能最好,在相同的极化电位下的极化电流密度最大;三层膜空气电极防漏液性能相对最好;催化层与透气层直接接触的双层膜电极由于具有较好的透气性、放电电流密度较高、防漏性能好并延长了电极使用寿命,因而由其装配所得的扣式锌空气电池具有最长的放电时间和最高的平均工作电压.     

气体扩散多孔电极孔内充液状态对极化行为的影响

研究了催化层孔内在缺液状态下氧电极的极化行为。结果表明，当覆盖在催化剂团粒粗糙包络面上的电液处于缺液状态下，可显著地改善电极极化的性能，并得出不同充液状态下反应物通过液膜传输到反应界面过程（Ｆ过程）的特征电流。     

聚合物膜对锌空气电池空气扩散电极性能的影响

为了研究聚合物膜对空气扩散电极性能的影响，采用辊压法制备出空气扩散电极，并将选用的两种聚合物溶液涂覆于空气扩散电极的透气层，测试了空气扩散电极对氧气和水蒸气的选择性、吸水和失水性能以及用各种空气电极制作的锌空气电池的放电性能．研究结果表明，涂覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液的空气扩散电极对氧气和水蒸气的分离系数达到2.11；由涂覆一层聚二甲基硅氧烷膜透气层制成的空气扩散电极所装配的AA型锌空气电池不论在干燥环境和在潮湿环境中，都大大提高了电池的放电容量，锌电极的利用率明显提高．     

碱性锌系列二次电池中无汞多孔锌电极

研究添加少量Bi_2O_3、乙炔黑(AB)对多孔锌电极在碱性溶液中的阳极行为,电结晶形态及自放电速率的影响,得出采用复合添加剂对改善锌电极的性能具有显著的效果,在电流密度为100～400mA/cm~2下,放电性能优于含HgO锌电极,且适于在强电流密度放电,同时,用微电极技术研究,发现添加Bi_2O_3可提高成核速率,改变沉积形态,实验表明,添加Bi_2O_3可减少电极的变形,提高循环寿命;能有效地减缓电极的钝化,防止单电池的反极现象并可抑制因添加AB而引起析氢速率加快的作用。因此,对二次电池特别储备电池具有明显优点和实用价值。     

3类锂离子电池多孔电极模型比较研究及电池正向设计应用

锂离子电池的电极由活性物质、黏结剂、导电剂等多种固相材料及灌注其孔隙间的液态电解质组成。通过优化电极的微观多孔结构可提高电池内部锂离子与电子两类主要载流子的有效传输速率,从而有效提升电池能量密度、功率密度。基于多孔电极模型的正向设计方法正逐渐取代传统的试错方法被广泛应用于产业界,但以往的模型难以在计算量与性能预测精度上取得平衡。该文提出了扩展均相多孔电极模型,该模型可以有效地在计算负荷与性能预测精度上实现较好的平衡。比较了3类锂离子电池多孔电极模型——经典准二维均相模型、作者团队开发的非均相模型、该文提出的扩展均相多孔电极模型在计算时间以及电极结构描述精度上的差异,并就不同研发场景下的模型选择给出了具体建议。利用扩展均相多孔电极模型分析了一例电池正向设计的典型问题,即负极活性颗粒粒径选择及其对电池性能的影响,结果发现:提高负极颗粒粒径分布集中度、降低颗粒粒径大小可有效改善电池内部离子在电解液以及活性颗粒内部的有效传输速率,可使得电池在不同倍率条件下的放电容量提升25%(低倍率)至100%(高倍率)。     

燃料电池电极用多孔碳板

以碳纤维、精制脱脂棉和酚醛树脂为原料,采用过筛法混料、热压成型,在惰性气氛下高温碳化工艺,制作了多孔碳板·研究了配料比例以及前驱体成型压力等条件对多孔碳板气体透过性和电阻率的影响,并考察它在磷酸燃料电池(PAFC)中的使用效果     

碱性二次锌电极的新进展

综述了二次锌电极新近的发展情况，主要包括锌电极的电解液添加剂：加入KF，K2CO3，Li^2 和SiO3^2-以及适量的硼酸盐、磷酸盐等；电极添加剂：添加Ca(OH)2和金属氧化物（PbO、Bi2O3、CdO等）。     

Pb-Zn多孔电极电还原顺丁烯二酸

在甲磺酸镀液中电沉积Pb-Zn镀层,采用体积分数为10%的H2SO4腐蚀镀层使锌溶出,得到Pb-Zn多孔电极.通过线性扫描伏安法和恒电位阶跃实验分析多孔Pb-Zn电极的电化学性质,表明电极对顺丁烯二酸电还原合成丁二酸具有较好的电催化活性.研究无膜电合成丁二酸,探讨硫酸浓度、电流密度、初始顺丁烯二酸浓度、温度对电流效率的影响,得到合适的阴极电解条件,即在硫酸浓度为1.0mol·L-1,初始顺丁烯二酸浓度为1.0～1.5mol·L-1,电流密度为100mA·cm-2,反应温度为50～60℃时,电流效率超过88%.     

电解液添加剂对镜电极性能的影响

通过循环伏安法和Zn-Ni实验电池的实效放电，研究了有机物质DE作为电解液添加剂对锌电极充放电性能的影响。实验表明，DE通过在电极上的吸附，可减少锌电极的变形，提高锌电极的循环寿命。在Zn-Ni电池中可减少对Ni电极的毒化。     

Pt—C／PTFE型气体扩散电极制备的研究

用热分解的方法制备Ｐｔ－Ｃ＝ＰＴＦＥ型气体扩散电极，及其他不同电催化剂的气体扩散电极，对其电化学活性进行对比。实验结果表明铂电催化剂的气体扩散电极的电化学活性优于铂－铈合金电催化剂的。     

多孔硅材料的电致发光特性及多孔形成机理的研究

系统考察了衬底硅材料的掺杂类型，晶向，阳极氧化电流密度时间等工艺条件对多孔硅电致发光特性的影响，考察了其微观结构，实验表明，电流密度的增大或氧化时间的增长，使多孔硅的发光射谱“蓝移”，发光持续时间延长，当ＨＦ与乙醇的配比为１：１时，有较强的发光强度。     

有机物添加剂对碱性锌电极的影响

通过腐蚀实验,测量了锌在碱性溶液中的腐蚀速度,比较了几种有机物添加剂的缓蚀效果。用恒电位极化的方法研究了锌的沉积电流随时间的变化。企图用该考查一些有机物添加剂对二次碱性锌电极枝晶生长的抑制作用。了多孔锌电极在含有各种有机物添加剂的碱液中的阴,阳极极化曲线。     

关于提高碱性锌电极电化学性能的研究

利用化学置换反应制备了一系列含Bi合金锌粉,通过腐蚀试验,多孔锌电极的恒流放电以及电位扫描测试,研究了合金锌粉在KOH溶液中的电化学性质,试验结果证明,掺Bi以后,可以有效地改善锌在KOH溶液中的电化学行为,它既可以加速锌的阳极溶解,又降低了析氢过电位,提高了极氢电流密度,后对电池储存不利,为了克服这一矛盾,又选择了几种含氟表面活性剂,通过上述几种手段,进一步证明,在锌中掺Bi 和在溶液中添加含氟表面活性剂,两具有良好的协同作用,最后达到了既能效地提高锌在溶液中的电化学活性,又能减往往缓其自腐蚀,为实际电池性能的提高,提供了一定的理论依据。     

大电流密度放电氧电极结构的探讨

本文阐述了在大电流密度下工作的氧电极。利用正交试验法,选定了主要工艺参数,通过工艺参数的变更和有效匹配,改进了电极结构。解决了在研制过程中出现的几个主要问题。在去掉汞等复合成分后,催化剂载量降至3～4mg/cm~2,以镍网集流,极限电流密度不低于4A/cm~2,制得了大电流密度下工作性能良好的后催化氧电极。此氧电极经受了多次万瓦级锌氧电池放电的考验。氧电极单项亦获得部级鉴定。     

多电子电极反应的机理

电极过程动力学还是一门处于发展阶段的学科,目前,对许多电极反应的机理尚无一致的看法。本文以单电子反应的速度方程为基础,进一步探讨多电子电极反应的机理,揭示了传递系数、反应级数等动力学参数与反应历程之间的密切关系,将它们与实验值相对照,可以帮助人们选定适当的反应历程,进而了解研究电极反应机理的基本方法和一般原则。     

葡萄糖在纳米多孔Ir/IrO_x电极上的电催化氧化

主要研究纳米多孔Ir/IrOx电极的制备及电极对葡萄糖的检测.在150μm的铱电极上采用高电位氧化和低电位还原的方法成功的制备了纳米多孔Ir/IrOx电极,并对其进行表征.同时,研究了纳米多孔Ir/IrOx电极对葡萄糖的直接氧化,由此得出的结果是在pH为7.6的PBS溶液中,电位0.7 V的条件下电极对葡萄糖有较快较灵...     

接地多孔材料输水放电极雾化电晕放电过程特征研究

为解决传统静电除尘器对烟气污染源中高黏性微米及亚微米粒径颗粒物(粉尘及液滴等)捕集的难题,提出了一种新型的使用多孔输水材料作为放电极以实现雾化电晕放电的方法,并通过实验对该种雾化电晕放电的雾化状态、电晕放电状态与伏安特性、输水量和电极清洗效果等进行了研究,为基于多孔输水放电极雾化电晕放电原理净化含黏性细颗粒烟气提供了理论依据和实验基础.结果表明:具微孔阵列特征结构的多孔输水放电极具有良好的电水动力学雾化特征,能够获得更好的水雾化状态和效率.通过多孔电极长度和极间距正交实验所得伏安特征曲线,初步确定了多孔电极出露10 mm,电极间距40 mm条件下,能够获得稳定的电晕放电过程.通过控制多孔电极的输水速率,使雾化速率高于输水速率,尤其是水位差≦5cm低供水量条件下,可使电晕放电和雾化两个过程同步稳定存在.非金属材质的多孔放电极,使雾化电晕放电过程在≧至7 kV/cm场强条件能够稳定存在,且具有稳定的极间电流和更高的火花放电点,更适于实际烟气的净化应用.多孔输水放电极雾化电晕放电获得的高速荷电液滴流,在收集极表面能够形成均匀的冲击面,其对极板的洗涤效果十分理想.采用接地输水放电极的电极系统,可以产生适于颗粒物捕集的雾化电晕放电过程.     

染料敏化太阳能电池中多孔电极制备及性能

将喷涂法应用于制备染料敏化太阳能电池光阳极,具有浆料制备简单、易操作、成本低廉等优势.本文以钛酸丁酯和P25为原料配制浆料,采用喷涂法制备二氧化钛薄膜,选择乙二醇作为造孔剂,探索了乙二醇的最佳加入量.通过对电池I-V曲线,二氧化钛薄膜表面粗糙度、染料吸附量和漫反射谱,以及光阳极的扫描电镜照片和交流阻抗图谱的分析,得到如下结果:当乙二醇与钛酸丁酯的体积比为1∶1时,二氧化钛薄膜的粗糙度最大,即孔隙率和比表面积最大,因此染料吸附量达到1.47×10-7mol·cm-2,电池性能最好,其中开路电压为0.69 V,短路电流为13.0 m A·cm-2,光电转化效率达到5.38%,比不加造孔剂时增加了将近1倍,此时电子的扩散转移电阻也最小.