魏冠杰
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范新庄
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刘建国
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严川伟
新型炭材料
炭材料在全钒氧化还原液流电池(钒电池)中主要用作电极。由于传统炭材料对钒电对氧化还原反应的电化学活性较差，因此，对以石墨毡为代表的炭材料电化学活性研究成为钒电池电极研究的重要组成部分。研究从石墨毡电极改性和炭材料作为催化剂应用两方面详述炭材料在钒电池中的电化学活性研究现状，先介绍含氧官能团和含氮官能团对钒电对氧化还原反应的电催化作用，回顾碳纳米管和石墨烯两类新型炭材料在钒电池中的应用。对炭材料电化学活性的今后研究工作进行展望，通过对炭材料性构关系的全面了解和对碳电极上的钒电对电化学反应过程动力学的深入研究，才能为炭材料在钒电池中的实际应用奠定扎实的理论和应用基础。
关键词:
全钒氧化还原液流电池
,
炭材料
,
电极
,
石墨毡
,
电化学活性
李晓刚
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黄可龙
,
桑商斌
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谭宁
,
刘素琴
,
陈立泉
功能材料
采用循环伏安和恒流充放电试验研究了电化学氧化改性石墨毡对VO2+/VO+2电对的催化活性,并利用XPS、FT-IR、SEM、BET对改性前后石墨毡碳纤维表面O/C、官能团变化、形貌和比表面积进行比较.结果表明,电化学处理后,石墨毡表面的O/C比例由0.085增加至0.15,增加的主要是COOH官能团.石墨毡碳纤维表面被刻蚀,比表面积有所增大.采用改性的石墨毡作为电极组装的全钒液流电池在50mA/cm2电流密度下,电压效率达75.99%,电流效率达96.79%,经多次循环性能稳定.电极活性的提高归因于碳纤维表面COOH官能团数目的增加和比表面积的增大.
关键词:
钒氧化还原电池
,
液流电池
,
石墨毡
,
电化学氧化
,
碳素电极
黄可龙
,
谭宁
,
刘素琴
,
李晓刚
,
常志峰
中国有色金属学报
采用循环伏安、极化曲线和交流阻抗三种电化学实验方法研究了V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡电极上的反应机理及其可能的速度控制步骤. 研究结果表明:V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡电极上的反应属准可逆过程,且氧化过程包含有后置化学转化步骤;理论计算得到了电化学步骤和后置化学转化过程分别为控制步骤时的Tafel斜率值为0.12和0.06,实验得到的Tafel斜率值为0.124,表明电极氧化过程受电化学过程控制;不同极化电位下的交流阻抗图谱拟合结果表明,电化学反应阻抗值远大于其他阻抗值,说明电化学反应可能是电极反应的控制步骤,与实验得到的极化曲线分析结果相一致.
关键词:
钒电池
,
石墨毡
,
V(Ⅳ)/V(Ⅴ)
,
速度控制步骤
乔永莲
,
刘会军
,
许茜
,
孙福权
复合材料学报
采用H2O2对石墨毡(GF)进行预处理,然后在其表面电沉积Sn,最后在120℃烘箱氧化24 h制备出SnO2修饰的石墨毡电极.通过扫描电镜(SEM)对SnO2修饰前后的石墨毡表面形貌进行表征,采用循环伏安法研究了SnO2修饰后石墨毡电极的电化学性能.结果表明:SnO2能够均匀地包覆在石墨毡表面;SnO2修饰石墨毡后V4+/V5+电对的氧化峰的峰电流由0.053 8 A增加到0.070 8 A,与未处理石墨毡相比增加了31.5％,反应峰出峰持续时间提高,说明SnO2对V4+/V5+电对电极过程具有一定的催化作用.析氧电位由1.382 V增加到了1.517 V,使电极在VOSO4溶液中的电化学窗口变宽.
关键词:
石墨毡
,
电沉积
,
SnO2
,
催化
,
电极过程
李晓刚
,
黄可龙
,
谭宁
,
刘素琴
,
陈立泉
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2006.05.015
研究了钒液流电池用石墨毡电极的电化学处理,结果发现,电化学处理能提高电极活性,30mA·cm-2电流密度下,电压效率可达90.96%,电流效率达92%.XPS分析表明,电化学处理后,石墨毡表面的O/C比例由0.085增加至0.15,且主要增加的是COOH官能团,与FT-IR分析结果一致.SEM表明碳纤维表面被刻蚀,BET测试结果表明比表面积有所增加.电极活性的提高归因于碳纤维表面COOH官能团数目的增加及比表面积的增大.
关键词:
钒电池
,
石墨毡
,
电化学氧化
,
XPS
王明廷
,
蒋百灵
,
刘政
,
罗小飞
,
高茂松
,
李洪涛
有色金属工程
doi:10.3969/j.issn.2095-1744.2015.04.007
以1.0 mol/L甲基磺酸为电解液,石墨毡和石墨板分别为正负极,通电氧化石墨毡,氧化程度为400 mA h/g.借助循环伏安法和恒电流充放电法测试PbO2/Pb(Ⅱ)电对在处理前后的石墨毡电极上电化学活性和电池的充放电性能,利用FT-IR、SEM表征处理前后的石墨毡表面官能团和形貌变化.结果表明,处理的石墨毡表面相对粗糙,形核活化能和羟基官能团含量相对增加.氧化的石墨毡电极提高PbO2/Pb(Ⅱ)电对循环伏安特性,10 mA/cm2电流密度时,氧化的石墨毡电极电池库伦效率、电压效率、能量效率有所增加,分别为94.85％、86.37％和81.92％.
关键词:
石墨毡
,
电化学氧化
,
铅酸液流电池
