納米炭材料電化學(xué)儲(chǔ)氫性能研究.pdf

1、氫能作為未來(lái)的新能源已為必然的發(fā)展趨勢(shì)。氫源的儲(chǔ)存是氫能利用系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的一環(huán)，目前采用的儲(chǔ)氫方式主要有：金屬儲(chǔ)氫、化學(xué)儲(chǔ)氫、壓縮儲(chǔ)氫、氣固相儲(chǔ)氫，然而它們都不能滿足今后電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的需要。納米炭材料因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能可能成為最理想的儲(chǔ)氫材料，因此其電化學(xué)儲(chǔ)氫研究引起廣泛關(guān)注。
　　 本文研究了不同納米炭材料的電化學(xué)儲(chǔ)氫性能。主要包括：
　　 對(duì)多壁納米碳管進(jìn)行了混酸處理和高溫炭化處理，用透射電鏡和紅外分析表征了

2、前處理對(duì)納米碳管微觀形貌的影響，比較了前處理前后納米碳管在電化學(xué)儲(chǔ)氫性能方面存在的差異性。結(jié)果顯示，混酸處理能顯著提高多壁納米碳管的電化學(xué)儲(chǔ)氫性能，炭化后納米碳管的儲(chǔ)氫容量迅速下降，甚至低于原始納米碳管。
　　 將蔗糖、聚環(huán)氧乙烯-聚環(huán)氧丙烯-聚環(huán)氧乙烯三嵌段共聚物和硅源構(gòu)成的復(fù)合物進(jìn)行預(yù)炭化、炭化和除硅處理合成出有序中孔炭，采用XRD、TEM、HRTEM和N2吸脫附等手段對(duì)其進(jìn)行表征，并將有序中孔炭制成電極開(kāi)展恒流充放電研究。

3、結(jié)果顯示，具有較高比表面積和孔容的有序中孔炭材料的電化學(xué)儲(chǔ)氫容量較大。通過(guò)與單壁納米碳管（SWNTs）電極的對(duì)比，表明有序中孔炭具有良好的電化學(xué)儲(chǔ)氫性能和更高的電化學(xué)活性。
　　 制備了球狀DF炭氣凝膠，采用SEM，BET測(cè)試和孔徑分布測(cè)試對(duì)其進(jìn)行表征，并對(duì)不同D/C比的DF炭氣凝膠制成電極開(kāi)展恒流充放電研究。結(jié)果顯示，DF炭氣凝膠的儲(chǔ)氫性能由其比表面積和微孔含量共同決定。
　　 用離子交換法將金屬Fe、Co、Ni摻雜到

4、氣凝膠中，炭化后氣凝膠仍然是規(guī)整的球形結(jié)構(gòu)，將其制備成電極進(jìn)行恒流充放電研究。結(jié)果顯示摻雜金屬能顯著提高DF炭氣凝膠電極的首次放電容量，但電極的循環(huán)性能較差。
　　 將LaNi5儲(chǔ)氫合金粉末加入到RF溶膠中，再凝膠、老化炭化后得到炭氣凝膠與LaNi5儲(chǔ)氫合金復(fù)合材料，用TEM和XRD分析了復(fù)合材料的微觀形貌，并將該復(fù)合材料制成電極開(kāi)展恒流充放電研究。結(jié)果顯示，加入LaNi5儲(chǔ)氫合金的RF炭氣凝膠電極的放電容量與加入LaNi5儲(chǔ)氫