釩液流電池碳?xì)蛛姌O中納米電催化劑的研究

釩液流電池作為一種新型儲能電池，能夠?qū)崿F(xiàn)對功率密度和能量密度的獨(dú)立解耦控制，且充放電時只發(fā)生液相反應(yīng)，電極不參與反應(yīng)，可深度放電直至完全。另外，碳?xì)郑–F）因具有良好的耐熱、耐腐蝕特性，較好的機(jī)械強(qiáng)度，以及較大的表面積和較高的導(dǎo)電性，因而作為電極材料被廣泛用于釩液流電池中。CF電極表面易產(chǎn)生化學(xué)吸附作用，生成各種表面官能團(tuán)，利用該特性借助電催化劑能夠?qū)崿F(xiàn)對CF電極的改性，使CF電極的性能最優(yōu)。

通過對電催化劑進(jìn)行納米化處理，能夠顯著增強(qiáng)電催化劑的活性。采用納米結(jié)構(gòu)的還原氧化石墨烯作為納米電催化劑對CF電極進(jìn)行改性處理。處理時，采用超聲振蕩方法，將特定濃度的納米還原氧化石墨烯涂布在CF電極上，實現(xiàn)改性。為了確定納米還原氧化石墨烯的最佳濃度，試驗設(shè)定濃度為1、2、3、4、5mg/mL這5種不同的納米還原氧化石墨烯溶液分別對CF電極進(jìn)行改性處理。采用循環(huán)伏安法對改性后的CF電極進(jìn)行電化學(xué)性能測試。結(jié)果顯示：①當(dāng)納米還原氧化石墨烯溶液的濃度為2mg/mL時，改性處理后的CF電極具有最優(yōu)的電化學(xué)性能。與不進(jìn)行改性處理的CF電極相比，改性后釩液流電池的陽極和陰極峰值電流分別為45.3mA和21.1mA，而改性前該值分別為14.2mA和4.7mA；②改性后CF電極表面的擴(kuò)散系數(shù)增加為改性前的兩倍；③電解液中離子遷移電阻從459.3Ω/cm減少至94.2Ω/cm。

刊名：JournalofElectroanalyticalChemistry（英）

刊期：2017年第789期

作者：MohammadHadi Moghim

編譯：李臣