2015年6月3日,由國家能源局指導,中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)與杜塞爾多夫展覽(上海)有限公司共同主辦的“儲能?chē)H峰會(huì )2015”在北京召開(kāi)。在儲能技術(shù)分論壇上,上海交通大學(xué)參會(huì )代表發(fā)表題為《電化學(xué)能源轉換先進(jìn)材料分析》的演講,以下為演講內容。
上海交通大學(xué)參會(huì )代表:
我們實(shí)驗室的研究工作主要基于燃料電池。燃料電池的一大優(yōu)勢就是與傳統柴油機、汽油機相比,具有高效率特性,能量密度比較高,充電3分鐘可以行駛800公里,幾乎與汽油相當。燃料電池的另一個(gè)優(yōu)勢就是零排放,使用后生成的產(chǎn)品沒(méi)有二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等。燃料電池的潛在應用范圍包括汽車(chē)、可移動(dòng)電源和分布式發(fā)電站等。
我們的主要工作是研究催化劑,常見(jiàn)的方法是沉淀法、微乳液法和離子交換法。催化劑的制作過(guò)程比較復雜,有一定的污染性,控制起來(lái)比較困難,而且費用比較高,不容易實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。
在我們最新的研究中,通過(guò)讓新材料和活性炭混合,沉淀在炭表面,通過(guò)進(jìn)一步調節PH值沉淀在高活性炭上,最后成為催化劑。通過(guò)用核磁檢測中間產(chǎn)物,我們發(fā)現有不同氯鉑酸配備物存在。我們將中間碳拿來(lái)做電化學(xué)測試,在其中加入PH調節,在其中加入了兩種酸性物質(zhì),隨著(zhù)檸檬酸的量不斷加大,還原的電位越來(lái)越低,最終得到催化劑。
通過(guò)與商業(yè)催化劑比較,我們發(fā)現將兩種算混合的核心面積是68.2平方米,商業(yè)催化劑的核心面積則是58.0平方米,有了很大提高。在單體電池測試中,使用我們的催化劑比商業(yè)催化劑在功率密度上有了大幅提高。
我們另外的一項創(chuàng )新技術(shù)是在鈀的表面鍍了單純的鉑。在循環(huán)穩定性實(shí)驗中,我們可以看到電池在6000次循環(huán)的時(shí)候基本上沒(méi)有發(fā)生大的變化,穩定性有了很大改善。
目前,鋰離子電池有三大用處,分別是移動(dòng)設備、電動(dòng)汽車(chē)、分布式儲能。鋰離子電池的最大問(wèn)題是穩定性比較低,因此我們使用空氣濾鏡將表面包裹起來(lái),加入酚醛數值,得到了基于多孔納米片的材料,碳材料使用類(lèi)似石墨烯的納米片,讓電導率有了很大提高,能源效率接近百分之百。
鋰空氣電池方面,我們主要研究非水體系,在研究過(guò)程中要兼顧電解液運輸、電阻傳導和發(fā)電產(chǎn)物存儲的問(wèn)題。將普通碳放在多孔材料上的方法比較簡(jiǎn)單,但容易導致顆粒聚集,導致密度變。普通電解材料容納不了過(guò)大的發(fā)電產(chǎn)物,我們設計的三維多空電極材料,用仿真技術(shù)設計孔,大概每個(gè)孔在10微米左右。
以上就是我要匯報的內容,謝謝大家。
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