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锌空电池阴极材料催化剂的制备及性能研究开题报告

 2020-02-10 10:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

由于可再生能源的不断增加,金属-空气电池,特别是锌空气电池,因其环境的良好安全性、可再充电性以及优异的耐久性被认为是锂离子电池的潜在替代品。锌空气电池是一种以空气(实为空气中的氧气)为正极,锌为负极的一种一次电池。近年来,在可充电锌空气电池中也有大的突破。相对于其他一些电池,锌空气电池有如下一些显著的优点:

1)成本低。电池的阳极活性物质是空气中的氧气,成本可忽略不计;锌作为负极,在地壳中有丰富的储藏,并可通过电解回收循环使用。

2)容量大,比能量高。锌空气电池正极活性物质为空气中的氧气,不占用电池空间,因此电池容量是由锌的装载量决定。理论比能量能达到1350wh/kg。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备: 采用溶胶-凝胶法,利用二氧化锰纳米粒,硝酸镧以及硝酸锶合成lamno3阴极催化剂。

材料表征:采用x-射线衍射仪(xrd)来表征制备样品的物相结构;扫描电子显微镜(sem)和透射电子显微镜(tem)来观察样品的微观形貌;bet测试来研究材料的介孔特性;旋转圆盘电极来测试材料的电化学特性。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-9周:研究溶胶-凝胶法和熔盐模板法合成钙钛矿lamno3阴极催化剂的工艺,并找到合成钙钛矿lamno3阴极催化剂的最佳煅烧(熔盐)温度和煅烧(熔盐)时间;

第9-12周:探究最佳条件下合成的钙钛矿lamno3阴极催化剂对orr/oer的催化性能的影响,将最优条件下的催化剂组装成锌空电池并研究其性能;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 胡会利,李宁,电化学测量[m]. 国防工业出版社, 2007.

[2] 李解,水热合成laamno3型钙钛矿及其磁热效应的研究[d]. 内蒙古科技大学, 2005.

[3] 晋传贵, 张涛, 李晓光. 水热合成单晶la1-xcaxmno3系列纳米线[j]. 无机材料学报,2007, 22(2):243-246.

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