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提高铝-空气电池铝阳极材料活性的研究进展 被引量:1
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作者 李顺灵 王为 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期36-39,8,共4页
铝阳极的活性对铝-空气电池的性能起关键作用。综述了近年来铝阳极材料的研究进展,并对提高铝阳极材料活性的途径,包括铝阳极材料合金化、添加电解液缓蚀剂进行了详细论述。介绍了不同种类铝合金添加元素、不同类型缓蚀剂以及作用效果,... 铝阳极的活性对铝-空气电池的性能起关键作用。综述了近年来铝阳极材料的研究进展,并对提高铝阳极材料活性的途径,包括铝阳极材料合金化、添加电解液缓蚀剂进行了详细论述。介绍了不同种类铝合金添加元素、不同类型缓蚀剂以及作用效果,展望了今后提高铝阳极材料活性的发展方向。 展开更多
关键词 -空气电池 铝阳极材料 活性 缓蚀剂 合金化
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铝-空气电池阳极材料及其电解液的研究进展 被引量:11
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作者 吴子彬 宋森森 +8 位作者 董安 杨宗武 李雪科 秦克 张海涛 班春燕 李宝绵 崔建忠 Hiromi Nagaumi 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期135-142,共8页
金属-空气电池自进入人们的视野以来,由于其高能量密度和容量、平稳的放电特性、对负载和温度的依赖性低和较低的制造成本等特点,受到越来越多的关注。其中,锂-空气电池因具有极大的应用潜力而引起了学者们极大的研究兴趣;然而,锂-空气... 金属-空气电池自进入人们的视野以来,由于其高能量密度和容量、平稳的放电特性、对负载和温度的依赖性低和较低的制造成本等特点,受到越来越多的关注。其中,锂-空气电池因具有极大的应用潜力而引起了学者们极大的研究兴趣;然而,锂-空气电池对周围环境十分敏感,容易造成爆炸,存在安全隐患;此外,锂离子电池的大规模生产和应用造成了原材料锂价格的大幅上涨。为了实现电池的商业化应用,选用来源广泛、经济实惠的电极材料成为必不可少的条件。铝是地壳中含量最多的金属元素,具有矿藏丰富、质量轻、无污染、安全、价格低廉和回收利用率高等优点,是一种潜在的储能材料。铝的理论质量比容量为2 980 mAh·g^(-1),仅次于锂(3 860 mAh·g^(-1)),其体积比容量(8.04 Ah·cm-3)约是锂的四倍(2.05 Ah·cm-3),被认为是金属-空气电池最有吸引力的候选阳极材料,也是化石燃料最有吸引力的替代者之一。然而,铝在空气和水溶液中表面上自发形成的钝化膜会显著降低铝阳极材料的活性;在碱性溶液中,铝-空气电池存在的主要问题是铝阳极材料自腐蚀导致氢析出速率较高,库伦效率降低和含水电解液的流动性可能导致的多孔空气阴极中毛细管的渗透及泄漏。因此,近年来,学者们不断开展深入研究,探索出以下几种改善铝阳极的方法:通过向铝中添加合金元素Ga、In、Sn、Zn、Mg、Bi、Mn等来改变铝阳极材料的活性和减少析氢反应;对电解液添加剂进行研究,发现部分植物提取液作为电解液添加剂可以保持铝阳极活性,降低析氢腐蚀;开发离子液体、固态和凝胶电解液,一方面可以减小铝阳极自腐蚀,提高阳极利用率,另一方面可减小铝-空气电池体积,增加电池的灵活性。目前研究获得性能较好的碱性铝-空气电池的阳极材料有Al-Ga/In-Mg系列、Al-Ga/In-Mg-Sn系列、Al-Ga-In-Bi-Pb系列等合金,其中部分铝阳极合金已经实现了实际应用。近几年研究工作获得了羽扇豆提取物、茄属植物叶的提取物等绿色电解液添加剂,其可以保持铝阳极的电化学活性,降低腐蚀率。此外,研究发现,室温下低聚氟化氢离子液体作为电解液可以活化铝阳极,降低其腐蚀速率,一些便携式铝-空气电池采用固态或凝胶电解液已经在护理医疗设备、商用LED手表方面应用。本文主要从铝阳极材料、电解质和电解质添加剂三方面论述了其对铝-空气电池性能的影响,并简单阐述了铝-空气电池放电的基本原理、面临的挑战和最新研究进展及应用。首先,综述了铝与合金元素的合金化,以此减少铝的自腐蚀,提高电池性能;并介绍了通过一定的加工工艺来改善铝阳极电化学性能的方法。其次,探讨了水溶剂电解质和非水溶剂电解质在铝-空气电池中的应用。同时,也研究了电解质添加剂对铝-空气电池的电化学性能的影响。最后,进一步明确了空气电池未来的研究和发展方向。 展开更多
关键词 -空气电池 铝阳极材料 电解质 电解质添加剂 电化学性能
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铑靶康普顿散射校正-X射线荧光光谱(XRF)法测定铝用炭素阳极材料中的微量元素 被引量:2
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作者 白万里 马慧侠 +1 位作者 刘静 彭展 《中国无机分析化学》 CAS 2018年第2期45-51,共7页
通过对常用黏结剂中杂质元素含量的测定,选择硬脂酸作黏结剂,研磨压片制备样品,用X射线荧光光谱(XRF)法测定铝用炭素阳极材料中硫、钒、钠、钙、硅、铁、镍、钛、铝、镁、磷、铅、锌、铬、锰的含量。通过实验确定了最佳的样品和黏结剂... 通过对常用黏结剂中杂质元素含量的测定,选择硬脂酸作黏结剂,研磨压片制备样品,用X射线荧光光谱(XRF)法测定铝用炭素阳极材料中硫、钒、钠、钙、硅、铁、镍、钛、铝、镁、磷、铅、锌、铬、锰的含量。通过实验确定了最佳的样品和黏结剂比例为12g炭素试样加入2g硬脂酸,研磨时间为20s。测定铅元素时,选择一点法扣除背景,通过谱线强度数据确定使用PbLβ1作分析线。用铝用炭素阳极材料系列标准样品制作校准曲线,用铑靶康普顿散射内标校正铁、镍、铅、锌、铬、锰等元素,其余元素用经验系数法校正。精密度实验表明,样品中各元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)一般在8%以下,最高的钠元素和钛元素也在10%左右,未知样品的检测结果与标准结果没有显著性差异。 展开更多
关键词 用炭素阳极材料 X射线荧光光谱 粉末压片法 黏结剂选择 微量元素
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锌电积用惰性阳极材料的研究现状 被引量:12
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作者 张冬 郭忠诚 《云南冶金》 2008年第6期48-53,共6页
锌电积长期采用Pb-Ag合金为阳极。该阳极存在析氧过电位高、易腐蚀且污染阴极锌等问题,因此人们研究了各类新型阳极。阐述了国内外铅及铅合金阳极、复合电催化铅基阳极、钛基DSA阳极及其他基体阳极材料的研究现状,着重指出了铝基阳极材... 锌电积长期采用Pb-Ag合金为阳极。该阳极存在析氧过电位高、易腐蚀且污染阴极锌等问题,因此人们研究了各类新型阳极。阐述了国内外铅及铅合金阳极、复合电催化铅基阳极、钛基DSA阳极及其他基体阳极材料的研究现状,着重指出了铝基阳极材料具有较好的发展前景,并对未来锌电积用惰性阳极材料的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 锌电积 阳极材料 铅基阳极材料 钛基阳极材料
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大港滩海环境新型铝阳极的研究
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作者 王居生 王居荣 刘文兰 《油气田地面工程》 1998年第2期43-45,共3页
同一种成份的牺牲阳极材料在不同介质中电化学性能存在着明显差异,这说明介质对阳极性能有较大影响。为提高阴极保护效果,在现有商用阳极的基础上研制出适合大港滩海环境的AZI-Mg-SiGa系和AZI-MgBi系新型铝合金牺牲阳极。该阳极综... 同一种成份的牺牲阳极材料在不同介质中电化学性能存在着明显差异,这说明介质对阳极性能有较大影响。为提高阴极保护效果,在现有商用阳极的基础上研制出适合大港滩海环境的AZI-Mg-SiGa系和AZI-MgBi系新型铝合金牺牲阳极。该阳极综合电化化学性能优良,在海水、海泥介质中适应性强,工作电位负且平稳,在海泥中电流效率>70%,可作为优异的阳极材料加以应用。 展开更多
关键词 海水腐蚀 铝阳极材料 阴极保护 油田
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锌电积用阳极材料的研究现状 被引量:3
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作者 胡长宇 刘建华 许磊 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2022年第6期60-66,共7页
铅长期以来作为主要的锌电积阳极材料,但该阳极存在超电势高、铅阳极溶解、锌镀层铅污染等问题,因此探寻新的阳极材料成为国内外学者研究的主要方向。本文综述了铅基阳极材料、铝基阳极材料、不锈钢基阳极材料、钛基阳极材料和碳纤维基... 铅长期以来作为主要的锌电积阳极材料,但该阳极存在超电势高、铅阳极溶解、锌镀层铅污染等问题,因此探寻新的阳极材料成为国内外学者研究的主要方向。本文综述了铅基阳极材料、铝基阳极材料、不锈钢基阳极材料、钛基阳极材料和碳纤维基阳极材料的研究现状,同时对各阳极材料的优缺点进行了分析,并对锌电积用阳极材料进行了展望。 展开更多
关键词 锌电积 铅基阳极材料 阳极材料 钛基阳极材料 碳纤维基阳极材料
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Al-Ga-Mg-Sn-xSi阳极合金电化学性能研究 被引量:2
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作者 邵海洋 文九巴 +2 位作者 马景灵 贺俊光 王浩 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期502-505,共4页
熔炼并制备了铝空气电池用阳极材料Al-0.02Ga-0.5Mg-0.1Sn-x Si[x=0~0.2%(质量分数)]合金,通过测试合金的自腐蚀速率、开路电位(OCP)、极化曲线(Tafel)以及电化学阻抗(EIS)等,研究了其在4 mol/L Na OH溶液中的电化学性能;采用... 熔炼并制备了铝空气电池用阳极材料Al-0.02Ga-0.5Mg-0.1Sn-x Si[x=0~0.2%(质量分数)]合金,通过测试合金的自腐蚀速率、开路电位(OCP)、极化曲线(Tafel)以及电化学阻抗(EIS)等,研究了其在4 mol/L Na OH溶液中的电化学性能;采用能量散射X射线谱(EDX)分析了合金中偏析相元素成分,并结合扫描电镜(SEM)观察了合金的腐蚀形貌。结果表明:合金中添加Si可降低自腐蚀速率,提高其电化学性能;但过量的Si会加剧合金点蚀。随着Si含量增加,合金开路电位负移,放电电压升高;当Si含量为0.1%时,合金具有最佳的综合性能,自腐蚀速率最小[0.113 mg/(cm^2·min)],开路电位最负(-1.80 V),20 m A恒流放电时单电池电压达1.50 V。 展开更多
关键词 铝阳极材料 SI 电化学性能 腐蚀形貌
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海水温度对牺牲阳极性能的影响 被引量:1
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作者 常铁军 刘金玲 +2 位作者 张毅斌 高友谊 杨世伟 《应用科技》 CAS 2002年第1期11-14,共4页
在较高温度的海水中 ,铝、锌合金牺牲阳极的电化学性能均有不同程度的降低 ,以及孔蚀等的发生 ,但仍能满足该温度范围内的使用要求。本研究通过冶金的方法 ,在Al_Zn_In系牺牲阳极的基础上 ,加入Si,Sn ,Mg ,Bi,Ti,Cd等元素 ,炼制了几种... 在较高温度的海水中 ,铝、锌合金牺牲阳极的电化学性能均有不同程度的降低 ,以及孔蚀等的发生 ,但仍能满足该温度范围内的使用要求。本研究通过冶金的方法 ,在Al_Zn_In系牺牲阳极的基础上 ,加入Si,Sn ,Mg ,Bi,Ti,Cd等元素 ,炼制了几种铝基牺牲阳极材料 ,并进行了电化学性能测试 ,拟获得适用于较高温度海水环境中使用的新的铝基牺牲阳极材料。 展开更多
关键词 热海水 晶间腐蚀 海水温度 基牺牲阳极材料
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Electroless Deposition of Nickel Nanowire and Nanotube Arrays as Supports for Pt-Pd Catalyst for Ethanol Electrooxidation 被引量:1
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作者 杨培霞 张杰 +1 位作者 如磊 安茂忠 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 2015年第2期206-208,I0002,共4页
Nickel nanowire and nanotube arrays as supports for Pt-Pd catalyst were prepared by elec- troless deposition with anodic aluminum oxide template. Pt-Pd composite catalyst was de- posited on the arrays by displacement ... Nickel nanowire and nanotube arrays as supports for Pt-Pd catalyst were prepared by elec- troless deposition with anodic aluminum oxide template. Pt-Pd composite catalyst was de- posited on the arrays by displacement reaction. SEM images show that the nickel nanowires have an average diameter of I00 nm and the nickel nanotubes have an average inner diameter of 200 nm. EDS scanning reveals that elemental Pt and Pd disperse uniformly on the arrays. Cyclic voltammetry study indicates that the nickel nanotube array loaded with Pt-Pd pos- sesses a higher electrochemical activity for ethanol oxidation than the nickel nanowire array with Pt-Pd. 展开更多
关键词 Pt-Pd catalyst Anodic aluminum oxide template NANOMATERIALS Electrolessdeposition Energy storage and conversion
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Multilayer aluminum composites prepared by rolling of pure and anodized aluminum foils 被引量:2
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作者 Milan T.JOVANOVI? Nenad ILI? +2 位作者 Ivana CVIJOVI?-ALAGI? Vesna MAKSIMOVI? Slavica ZEC 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第9期1907-1919,共13页
Experimental results on processing,structural and mechanical characterization of a multilayer composite based on commercially pure aluminum foils were presented.A multilayer composite was produced by hot-rolling of an... Experimental results on processing,structural and mechanical characterization of a multilayer composite based on commercially pure aluminum foils were presented.A multilayer composite was produced by hot-rolling of anodized and non-anodized aluminum foils alternately sandwiched.In addition,the same process was applied for bonding of non-anodized foils.In both cases,obtained multilayer composites were compact and sound.In order to study composites microstructural evolution and mechanical properties,optical and scanning electron microscopy(SEM),energy dispersive spectrometry(EDS),X-ray diffraction(XRD)analysis,hardness,tensile and three-point flexural tests were performed.Microstructural characterization confirmed that the rod-like particles distributed in parallel rows in the composite aluminum matrix with anodized foils correspond to Al2O3.Maximum and minimum peaks of oxygen and aluminum,respectively,suggest that after the final hot-rolling of composite with non-anodized foils,a small amount of coarser particles were formed at boundaries between foils.Hardness,strength,modulus of elasticity and flexural strength of both multilayer composites were much higher than those of pure aluminum,whereas ductility was significantly less.The composite with anodized foils exhibited the highest strength and modulus of elasticity,but lower ductility compared to composite processed from non-anodized foils.Fracture failure corresponded to the change of ductility. 展开更多
关键词 aluminum foils anodization multilayer composite Al2O3 particles strength FRACTURE
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Influence of the operating parameters over the current efficiency and corrosion rate in the Hall–Heroult aluminum cell with tin oxide anode substrate material 被引量:2
11
作者 Virgil Constantin 《Chinese Journal of Chemical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第4期722-726,共5页
A systematic laboratory study was conducted on current efficiency and corrosion obtained in cryolite-alumina melts with SnO2-Sb203-CuO ceramic inert anodes. The current efficiency (CE) was determined by measuring th... A systematic laboratory study was conducted on current efficiency and corrosion obtained in cryolite-alumina melts with SnO2-Sb203-CuO ceramic inert anodes. The current efficiency (CE) was determined by measuring the total amount of oxygen evolved at the anode and was found to be ~ 95%. The influence of operating parameters (inter-elec- trode distance, temperature and current density) was evaluated. The quantitative interdependencies as well as the ranges of CE optima[ values were established (2-3 cm, 940-960 ℃ and 0.7-0.8 A.cm 2). The corrosion process of these anodes was evaluated by the mass loss method. The evaluation also took care of the corrosion data, as the prob- lem of the anode corrosion appeared to be the main obstacle for the use of those anodes in the commercial cells.Low-ering of the ACD up to 2 cm did not aggravate anode corrosion. 展开更多
关键词 Aluminum electrolysisCurrent efficiencyCorrosionInert anodes
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A general, rapid and solvent-free approach to fabricating nanostructured polymer surfaces 被引量:1
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作者 TIAN Wei HUANG Long Biao +1 位作者 WANG Da Wei Roy V. A. L. 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2014年第12期2328-2334,共7页
A general, rapid and solvent-free approach is proposed to fabricate nanostructured polymer surfaces by coupling ultrasonic vi- bration and anodized aluminum oxide templating. With our approach, hollow nanorods or nano... A general, rapid and solvent-free approach is proposed to fabricate nanostructured polymer surfaces by coupling ultrasonic vi- bration and anodized aluminum oxide templating. With our approach, hollow nanorods or nanofibers with controlled diameter and length are prepared on polymer surfaces. The whole fabrication process is completed in ~30 s and equally applicable to polymers of different crystalline structures. The wettability of the as-fabricated polymer surfaces (being hydrophilic, hydro- phobic, highly hydrophobic or even superhydrophobic) is readily regulated by adjusting the welding time from 0 s to a maxi- mum of 10 s. Our approach can be a promising industrial basis for manufacturing functional nanomaterials in the fields of electronics, optics, sensors, biology, medicine, coating, or fluidic technologies. 展开更多
关键词 NANOMATERIALS nanostructured polymer surfaces ultrasonic vibration anodized aluminum oxide template WETTABILITY
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