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MoS2是电解水体系的一种备受关注的非贵金属析氢催化剂,优化其活性位点是提高其活性的研究重点.采用水热法在三维导电碳布(CC)上合成了二维片状MoS2,将反应温度从200℃调至180℃可保留具有更多活性位点的1T相,相应的MoS2(180)/CC电极表现出相对更低的析氢过电位.利用电化学方法在MoS2(180)/CC上分别沉积Ag和Au纳米粒子,得到Ag/MoS2(180)/CC和Au/MoS2(180)/CC电极.扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)表征结果以及无光照、光照和加热条件下电化学极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和Tafel斜率的测试结果表明,20 nm Ag和30 nm Au的负载及光照条件均可降低析氢过电位和增加电流密度,而体系温升的作用与金属的种类有关.利用COMSOL Multiphysics软件构建MoS2,Ag/MoS2和Au/MoS2模型,模拟计算了光照下的电场和温度场,证实了Ag和Au纳米粒子的热等离激元效应及其加速电极反应从而提高电解水析氢性能的作用.

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电解水 二硫化钼纳米片 等离激元金属 析氢过电位 热等离激元效应

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电致变色WO_3的离子传输动力学过程对其变色性能和循环稳定性具有重要的影响。离子传输过程涉及到WO_3电极的结构变形、相转变等复杂过程,导致通过传统的电化学阻抗谱很难进行有效研究。计时电位法是通过施加电流,测量电极材料响应电位的一种电化学表征方法。与其它电化学表征方法(阻抗谱法和伏安法)相比,该技术能够直接探测溶液–电极系统中不同状态下的电压分布,并经常被用于研究电极系统中的物质传输动力学行为,例如电极表面附近的质子吸附和传输现象。本工作采用计时电位技术研究和调控WO_3薄膜中的离子传输行为,结果表明:大的Li~+离子插入通量可拓宽WO_3/电解质界面处离子的传输通道,有助于离子传输动力和光响...

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离子传输动力过程 Li~+插入通量 计时电位法 WO_3电致变色材料

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采用化学氧化聚合的方法成功合成了导电聚吡咯(PPy)包覆的纳米尺寸Li_(1.26)Fe_(0.22)Mn_(0.52)O_2(LFMO)正极材料。通过X射线衍射(XRD)检测样品的晶体结构,并通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察材料形态和微观结构。元素映射和傅里叶变换红外光谱结果表明,PPy导电网络存在于复合材料中,并且PPy均匀分布在LFMO颗粒上。通过恒流充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)分析研究了所有样品的电化学性能,结果表明表面上的PPy显著降低了LFMO的电荷转移电阻。包覆PPy质量分数为2%的LFMO-2%PPy表现出极好的倍率性能和良好的循环稳定性,其在1...

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聚吡咯包覆 电化学性能 锂离子电池 富锂铁锰基正极材料

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电致变色WO3的离子传输动力学过程对其变色性能和循环稳定性具有重要的影响.离子传输过程涉及到WO3电极的结构变形、相转变等复杂过程,导致通过传统的电化学阻抗谱很难进行有效研究.计时电位法是通过施加电流,测量电极材料响应电位的一种电化学表征方法.与其它电化学表征方法(阻抗谱法和伏安法)相比,该技术能够直接探测溶液-电极系统中不同状态下的电压分布,并经常被用于研究电极系统中的物质传输动力学行为,例如电极表面附近的质子吸附和传输现象.本工作采用计时电位技术研究和调控WO3薄膜中的离子传输行为,结果表明:大的Li+离子插入通量可拓宽WO3/电解质界面处离子的传输通道,有助于离子传输动力和光响应速度的提升.然而,反复的离子插入/抽出行为会通过"离子球磨效应"减小WO3/电解质界面处WO3晶粒的尺寸,使得WO3薄膜的致密性增强,阻碍离子传输和电解质渗透,导致插入的Li+及反应产生的LixWO3在WO3结构中不可逆积累,薄膜的光学调制幅度和电致变色活性明显下降.该工作为电极材料中离子传输动力学分析和离子传输行为控制提供了一种有效的方法.

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Li+插入通量 WO3电致变色材料 离子传输动力过程 计时电位法

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首次采用简单的原位化学改性方法合成了CFx-Ru复合阴极材料并应用于锂一次电池。与原始CFx材料相比,CFx-Ru在5C的放电倍率下放电容量、放电电压平台和最大功率密度可分别高达605 mAh·g^-1、2 V、8727 W·kg^-1。通过X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对阴极材料结构、化学环境和形貌进行了研究。研究发现,在CFx-Ru复合材料中,nF/nC和C-F2键与C-F共价键的峰面积比都有所降低,这可能是由于RuO2与CFx材料表面或边缘的CF2惰性基团反应所致。这种原位化学反应消耗了非活性的CF2,产生了导电元素钌,并由于气相产物的演化而增加了比表面积。这些特性有助于改善阴极材料的电化学性能。电化学阻抗谱和N2吸附-脱附测试结果也进一步证实了改性材料拥有较大的比表面积和优异的电导率。

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原位化学改性 氟化碳 钌 锂一次电池 高倍率性能

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目的 研究所设计FeCrNiMo激光熔覆层的组织结构及电化学腐蚀行为,用于解决液压支架表面防护与修复问题.方法 采用激光熔覆技术在27SiMn钢表面制备FeCrNiMo合金熔覆层,通过XRD、光学显微镜和SEM表征其微观组织结构,利用动电位极化与交流阻抗谱技术研究熔覆层电化学腐蚀行为.结果 在适宜工艺条件下实现了单道熔覆层厚度达2 mm以上,且无明显气孔、裂纹等缺陷.熔覆层具有胞状枝晶组织特征,枝晶内为马氏体,晶间富Cr、Mo的铁素体有效缓解了马氏体相变的高应力,达到了较好的强韧化匹配.熔覆层在3.5％NaCl和0.5 mol/L H2SO4溶液中均呈现出明显的钝化行为,钝化区间宽度分别为300 mV和1310 mV,自腐蚀电位分别为–140.2 mV和2.3 mV,自腐蚀电流密度分别为5.0×10–8A/cm2和1.3×10–3 A/cm2,极化电阻分别为3.5×105?·cm2和6261.4?·cm2,具有较为优异的耐腐蚀性能,且显著优于基体材料,但其双相组织特征易导致微区发生选择性腐蚀.结论 所设计的FeCrNiMo合金及相应激光熔覆工艺,满足实际工程对于熔覆层高效制备、成形质量及耐蚀性的要求,可用于液压支架表面防护与修复.

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FeCrNiMo合金 激光熔覆 动电位极化 微观组织 交流阻抗谱

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锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)面临着成本和安全稳定性挑战,为了降低成本,提高NCA的电化学与热稳定性能,加入LiMn2O4(LMO)和LiFePO4(LFP)制备成混合正极材料LMO/LFP/NCA.通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了材料的结构和形貌,采用恒流充放电和电化学阻抗谱(EIS)测试电化学性能,使用差示扫描量热仪(DSC)测试了热稳定性.结果 表明:简单物理混合后,NCA颗粒形貌保持完整,小颗粒的LMO和LFP材料均匀地分散在NCA二次颗粒表面和NCA颗粒之间的空隙中.所制备的混合正极材料LMO/LFP/NCA在45℃下循环50圈容量保持率为81.2％,明显优于单组分NCA材料(70.3％),热稳定性提高了16℃.说明LMO和LFP的加入,可以改善NCA正极材料的循环性能与热稳定性.

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LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 低成本 循环稳定性 热稳定性 锂离子电池

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为了提高CuAlO2 陶瓷的电导率,满足其在热电器件使用中的要求,以Cu2 O、Al2 O3 为原料,铝硅酸盐玻璃为添加剂,采用两步固相烧结法制备了CuAlO2 (CAO)陶瓷,研究烧结温度对CAO陶瓷电导率的影响. 实验发现:随着烧结温度的上升,CAO陶瓷的密度、晶粒尺寸和电导率逐渐增大. 烧结温度为1 175℃时,CAO陶瓷的表观密度和相对密度达到最大值,分别为4. 408 g/cm3 和95. 8% . 当烧结温度达1 200℃时,CAO陶瓷晶粒生长发育完整,呈现多边形结构,且其电导率达到最大(2. 42 S/m),比1 050℃的样品高了近10倍. 阻抗谱分析表明,烧结温度对CAO陶瓷电导率的改善主要来自于晶粒阻抗的贡献.

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电性能 铝酸铜陶瓷 烧结温度 铝硅酸盐玻璃

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目的为管道安全运行提供支撑。方法通过搭建室内实验系统,基于极化曲线法和电化学阻抗谱法(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS),对X65和X80管线钢在大港模拟土壤溶液中的阴极保护参数进行系统的实验及理论研究。结果通过分析X65和X80管线钢的极化曲线,发现在大港模拟土壤溶液中,X65管线钢的阴极保护电位范围为-400~-1200 mV,而X80管线钢的阴极保护电位范围为-400~-1150 mV。基于X65和X80管线钢的EIS结果,通过研究电荷转移电阻Rt随阴极极化电位Ee,c的变化趋势,进一步探明在大港模拟土壤溶液中,X65管线钢的析氢电位为...

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EIS 阴极保护参数 极化曲线 X65管线钢 X80管线钢

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目前,应用最为广泛的能源储存设备当属以液态电解质为主的商业化锂离子电池,但随着对于高能量、高密度锂离子电池的开发,较为迫切的便是如何提升其安全性能,而解决办法便是用固态电解质替换液态电解质.聚合物类型固态电解质拥有许多优点,如机械性能强、与电极接触良好等,但低的离子电导率一直是限制其发展的最主要因素.本文主要研究了如何利用原子层沉积(atomic layer deposition,ALD)在二氧化钛纳米颗粒上包覆一层Li3PO4电解质,而后将其掺杂进聚合物电解质中,制备出高离子电导率复合固态电解质.本文利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等表征手段对该复合电解质的结构进行了表征.利用交流阻抗谱图(AC impedance spectroscopy)测试其阻抗性能,及其离子电导率的变化.最终发现离子导电性能提高的原因是聚合物电解质结晶度的下降及Li3PO4电解质包覆层的耦合作用.

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TiO2 全固态锂电池 原子层沉积 聚合物电解质

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