全釩液流電池石墨氈電極的金屬氧化物修飾.pdf

1、全釩液流電池（Vanadium redox flow battery, VFB）是一種極有前途的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，能夠大范圍應(yīng)用于可再生能源的能量?jī)?chǔ)存，已經(jīng)在多個(gè)項(xiàng)目中試驗(yàn)成功。但由于VFB能量密度低，制約了大規(guī)模生產(chǎn)。為此，對(duì)VFB的組成材料進(jìn)行了大量研究來(lái)提高其性能和能量密度。電極是VFB的關(guān)鍵組成部分之一，是活性物質(zhì)的反應(yīng)場(chǎng)所，石墨氈由于具有高的比表面積，可以提供更多的活性位點(diǎn)，被認(rèn)為是適合的電極材料。
　　本文對(duì)石墨氈分別在

2、400℃、500℃和600℃下進(jìn)行了熱處理，利用循環(huán)伏安(CV)、交流阻抗(EIS)、動(dòng)電位極化曲線和紅外光譜（IR）進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:石墨氈表面由于形成了-OH鍵和-COOH鍵，對(duì)VO2+/VO2+電對(duì)具有顯著的催化作用，顯著提高了石墨氈表面的電化學(xué)性能，實(shí)驗(yàn)確定石墨氈熱處理的最佳溫度為500℃。在熱處理的基礎(chǔ)上，對(duì)石墨氈進(jìn)行了Ga2O3、SnO2及Y摻雜SnO2修飾，并通過(guò)循環(huán)伏安、交流阻抗、動(dòng)電位極化曲線和充放電實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)了

3、其電化學(xué)性能，通過(guò)掃描電鏡(SEM)和X射線光電子能譜(XPS)分析了其微觀變化。結(jié)果表明:以上修飾均能提高VFB的電化學(xué)性能，增大VFB的充放電容量，主要原因是Ga2O3和SnO2均含有氧空位，可以與VO2+/VO2+電對(duì)相結(jié)合，促進(jìn)電對(duì)之間的轉(zhuǎn)化;SnO2由于導(dǎo)電性不好，導(dǎo)致電池能量效率降低，摻雜Y后，可以提高SnO2晶體內(nèi)的電子傳導(dǎo)能力，增加SnO2的表面積，從而提高VFB的能量效率和充放電容量;Ga和Sn熱分解的最佳濃度為0.1