检索结果-南通市图书馆

Ni/TiO_(2)-VO纳米线自支撑薄膜的界面工程与电催化产氢性能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

高等学校化学学报 2023年第8期44卷 120-128页

作者：赵环宇米洪田常月琪周冬雪张立国杨穆北京科技大学新材料技术研究院材料科学与工程实验教学中心北京100083 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

将采用水热法合成的钛酸钠纳米线自支撑薄膜通过离子交换及高温H_(2)/Ar(H_(2)的体积分数5%)混合气还原,构筑了负载Ni纳米颗粒的富氧空位的TiO_(2)纳米线自支撑薄膜材料(Ni/TiO_(2)-VO NFFs).在H_(2)/Ar混合气高温还原过程中,TiO_(2)纳... 详细信息

将采用水热法合成的钛酸钠纳米线自支撑薄膜通过离子交换及高温H_(2)/Ar(H_(2)的体积分数5%)混合气还原,构筑了负载Ni纳米颗粒的富氧空位的TiO_(2)纳米线自支撑薄膜材料(Ni/TiO_(2)-VO NFFs).在H_(2)/Ar混合气高温还原过程中,TiO_(2)纳米线产生的大量氧空位和低配位的Ti^(3+)可以调节TiO_(2)的电导率.Ni与TiO_(2)在界面的强相互作用优化了电子结构,促进了电化学析氢反应(HER)活性的提升.密度泛函理论(DFT)计算结果显示,Ni/TiO_(2)-VO NFFs具有更优的氢吸附吉布斯自由能(ΔG_(H)^(*)).在1 mol/L KOH溶液中,Ni/TiO_(2)-VO NFFs在10 mA/cm^(2)电流密度下的过电位为67 mV,且具有优异的稳定性,在电催化HER领域中显示出巨大的应用潜力.

关键词：二氧化钛电催化电化学析氢反应界面工程

电催化剂设计中表面和界面工程的最新进展（英文）

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Chinese Journal of Catalysis 2015年第9期36卷 1476-1493页

作者：王成名柏嵩熊宇杰中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室能源材料化学协同创新中心化学与材料科学学院

电催化已发展为一种涉及电化学、表面科学、材料科学和催化科学等众多科学分支的交叉学科和综合技术,在工农业生产、经济和国防建设、能源开发和环境保护等方面发挥了不可或缺的作用.金属纳米催化剂的可控合成和创新构建,极大地推动了... 详细信息

电催化已发展为一种涉及电化学、表面科学、材料科学和催化科学等众多科学分支的交叉学科和综合技术,在工农业生产、经济和国防建设、能源开发和环境保护等方面发挥了不可或缺的作用.金属纳米催化剂的可控合成和创新构建,极大地推动了电催化的广泛应用和巨大进展.过渡金属尤其是贵金属Pt、Pd等电催化剂,在电催化中表现出良好的选择性、活性和稳定性,很难完全被其他材料所取代.制约电催化可持续发展的瓶颈问题是,如何设计、合成和构建高性能低成本的金属纳米催化剂.为实现这一目标,人们付出了大量的努力并取得了一些可喜的进展.电催化是发生在电解质与电极材料表面和界面的异相催化反应,金属纳米电催化剂的性能与其形貌、结构、尺寸和组成相关.本文着力总结和探讨如何从表面工程和界面工程角度设计、合成和构筑金属纳米结构及其复合结构,以实现金属电催化剂性能和成本的双优化.本文提出了在金属纳米结构及其复合结构的设计、合成和构筑过程中需要考虑的几个重要的表面和界面因素,即表面面积、表面晶面、活性位点和界面结构等.首先,有效表面面积越大,越有利于电催化反应.我们总结了增大催化剂有效活性面积的四种有效方法,包括减小颗粒尺寸、制成薄层二维纳米结构、增大粗糙度、形成中空、多孔或介孔及框架结构等.其次,表面晶面也可决定电催化的性能.我们简单总结了低指数晶面和高指数晶面在表面能、晶面形成和催化活性上的"挑战与机遇"矛盾关系,并简要阐述了晶面选择性即晶面效应以及晶面与尺寸的依赖关系.再次,活性位点一般指的是低配位表面原子位点,是电催化反应的决定因素之一.我们描述了活性位点与表面和界面结构特征、纳米晶表面晶面、表面缺陷和空穴、表面面积和粒子尺寸等的依赖关系.最后,界面结构工程是调控电催化性能的最丰稔因素.我们简述了界面结构的形成、分类及其对优化界面活性位点的成分和几何结构、表面悬键和原子配位数、电子结构与电子传递、质子传输和物种交换等方面调控作用,并在界面工程的基础上推介了贵金属基复合结构的合成、组装的几种典型方式.本文以具体示例的形式,分别从表面工程和界面工程的角度,扼要介绍了本课题组最近在甲酸氧化、氧还原、析氢等电催化反应体系中贵金属基纳米结构及其复合纳米结构电催化剂的设计、合成与构筑的具体做法.我们分别介绍了低指数晶面和高指数晶面的表面设计对于提高催化剂性能的关键作用.对于低指数晶面,我们重点介绍了如何获得相似尺寸的不同表面晶面以研究其晶面效应,如何维持相同晶面调节尺寸以研究其尺寸效应,如何建造与电极有良好电学接触的低指数晶面纳米结构,以利于提升其电催化性能.对于高指数晶面,介绍了几种形成高指数晶面的途径,并阐明了其晶面对电催化性能的影响.另一方面,我们从金属纳米结构及其复合结构的成分和结构调控策略介绍了界面构建对于提升电催化性能的奇妙作用,包括建造多金属纳米结构、与二维材料负载组装和利用界面极化.由此,本文总结了表面和界面工程对于电催化剂设计、合成和构筑目前面临的三个关键挑战.

关键词：合成表面工程界面工程电催化复合结构

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

生物启发膜在水系镁离子电池阴极的界面工程

Science China Materials 2024年第8期67卷 2558-2566页

作者：洛古子呷苟倩志罗号燃陈昭宇邓江斌王凯鑫何玉婷李英芳王磊张奔郑玉杰李猛 National Innovation Center for Industry-Education Integration of Energy Storage Technology Xuefeng Mountain Energy Equipment Safety National Observation and Research StationMOE Key Laboratory of Low-Grade Energy Utilization Technologies and SystemsCQU-NUS Renewable Energy Materials&Devices Joint LaboratoryCollege of Energy&Power EngineeringChongqing UniversityChongqing 400044China Chongqing Windmagics Weichu Energy Co. Ltd.Chongqing 401121China Southwest Technology and Engineering Research Institute Chongqing 400039China

受到水合镁离子的高脱溶能垒和不良界面水分解行为的限制,水系镁离子电池通常受制于缓慢的离子传输动力学和严重的阴极溶解.为了克服这些障碍,受细胞膜两亲性结构的启发,我们成功构建了一种由疏水性聚(3,4-乙二氧基噻吩)(PEDOT)和亲水性... 详细信息

受到水合镁离子的高脱溶能垒和不良界面水分解行为的限制,水系镁离子电池通常受制于缓慢的离子传输动力学和严重的阴极溶解.为了克服这些障碍,受细胞膜两亲性结构的启发,我们成功构建了一种由疏水性聚(3,4-乙二氧基噻吩)(PEDOT)和亲水性α-MnO_(2)基底组成的MnO_(2)碳基阴极.结合实验和理论计算结果分析,PEDOT层可以有效提高整体电极的导电性,降低水合Mg^(2+)的脱溶能垒,并抑制阴极溶解,从而提高复合电极的性能.因此,本文所制备的复合电极表现出优越的速率性能(58.4mA hg^(-1),3Ag^(-1))和增强的长期循环稳定性(1000个循环后85.92mA hg^(-1),2Ag^(-1)),优于原始的α-MnO_(2)阴极.这项基于生物启发设计理念的工作将为水合镁离子电池的发展提供创新方向.

关键词：镁离子电池复合电极生物启发传输动力学循环稳定性界面工程脱溶能垒

大电流密度过渡金属硫族化合物析氢催化剂界面工程展望（英文）

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Chinese Journal of Catalysis 2024年第1期56卷 9-24页

作者：康馨余强敏张天昊胡书萁刘鹤鸣张致远刘碧录清华大学深圳国际研究生院清华-伯克利深圳学院&材料研究院深圳盖姆石墨烯中心

氢能是未来可持续社会中理想的能量载体,利用可再生能源电解水制取绿氢的技术受到研究人员的广泛关注.电解水制绿氢技术由实验室向工业应用跨越的前提是发展大电流密度下性能优异且稳定的电催化剂.析氢反应(HER)是一种非均相反应,涉及... 详细信息

氢能是未来可持续社会中理想的能量载体,利用可再生能源电解水制取绿氢的技术受到研究人员的广泛关注.电解水制绿氢技术由实验室向工业应用跨越的前提是发展大电流密度下性能优异且稳定的电催化剂.析氢反应(HER)是一种非均相反应,涉及催化剂-基底、催化剂-电解液、催化剂-气体三个界面.界面性质会影响电化学传质行为、电荷传输行为和催化剂的力学性质,从而影响大电流密度下制氢性能.因此,优化界面结构和性质是提升大电流密度下电解水催化剂性能并解决电解水技术工业应用挑战的关键.二维过渡金属硫族化合物(TMDCs)具有电子结构可调、活性位点丰富、合成方法多样等优势,自1976年首次应用于光电催化水分解反应、加氢脱硫反应以来,已有大量工作报道了TMDCs催化剂应用于HER.本文以TMDCs催化剂为例研究界面工程对大电流密度下HER的提升作用及机制.探讨了电化学反应中上述三个界面上发生的物理化学过程,系统分析了大电流密度下质量传输、电荷传输速率受限和力学强度不足三方面挑战,并总结了适用于大电流密度的催化剂性能描述符.分别归纳了针对以上三个界面的界面工程策略及相应作用,简要概括为:(1)催化剂-基底界面结合力增强、界面电阻降低、界面电子结构调控等策略;(2)催化剂-电解液界面形貌调控、表面化学、电解液环境调控等策略;(3)催化剂-气体界面疏气性调控、外场作用等策略.从反应机理研究、膜电极界面设计及电解槽界面性质调控三个角度对电解水反应界面工程未来的发展与应用提出了建议及展望.在反应机理方面,大电流条件下的界面性质如界面电阻、传质行为等仍需更深入的认识.在膜电极中,催化剂、离子交换膜、离子型聚合物、气体扩散层所形成的多元界面,尤其是催化剂-膜界面、催化剂-气体扩散层界面的结构仍需进一步优化以提升膜电极的活性及稳定性.在电解槽界面性质调控方面,催化剂-基底界面结合力等参数与催化剂寿命间的关系,电解过程中界面处的温度场及流场分布,适配于实际生产系统的电流密度等仍需深入研究.综上,本文从基本物理化学过程、策略及作用、挑战与展望等多个方面介绍了界面工程.本文有助于研究人员理解非均相电化学反应过程中界面的重要作用,提出催化剂、膜电极、电解槽界面设计新策略,并开发新型表征方法以深入对界面性质的认识,推动高效电解水技术的开发及应用.

关键词：界面工程电化学制氢反应大电流过渡金属硫族化合物膜电极

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

铅卤钙钛矿太阳能电池界面工程的近期进展

复合材料学报 2022年第5期39卷 1937-1955页

作者：周瑾璟钟敏中国计量大学材料与化学学院杭州310018

铅卤钙钛矿太阳能电池因其优良的光电转换效率以及相对低廉的制备成本而受到广泛关注。然而铅卤钙钛矿太阳能电池的长期稳定性限制了其商业化的进程。界面非辐射复合导致铅卤钙钛矿太阳能电池产生能量损失、影响器件稳定性,是造成器件... 详细信息

铅卤钙钛矿太阳能电池因其优良的光电转换效率以及相对低廉的制备成本而受到广泛关注。然而铅卤钙钛矿太阳能电池的长期稳定性限制了其商业化的进程。界面非辐射复合导致铅卤钙钛矿太阳能电池产生能量损失、影响器件稳定性,是造成器件性能恶化的主要原因。界面工程作为一种有效的策略被用于抑制界面非辐射复合,在制备高效稳定的铅卤钙钛矿太阳能电池方面取得了切实的成效。本文阐述了铅卤钙钛矿太阳能电池的工作原理以及界面上的非辐射复合过程,分析了界面非辐射复合产生的原因,总结了近期n-i-p正式结构铅卤钙钛矿太阳能电池中界面工程的研究进展,讨论了其作用机制。基于目前铅卤钙钛矿太阳能电池中的界面工程发展现状,对其未来的发展方向进行了展望。

关键词：铅卤钙钛矿太阳能电池界面工程效率稳定性非辐射复合能级排列缺陷钝化

同方期刊数据库

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

体异质结聚合物太阳能电池的界面工程

光学精密工程 2020年第9期28卷 1893-1904页

作者：王美刘久铭刘春雨郭文滨吉林大学电子科学与工程学院吉林长春130012 上海科技大学信息科学与技术学院上海201210

体异质结聚合物太阳能电池是很有前途的替代化石能源进行能量转换的光伏技术。合成新材料、优化器件结构以及界面工程等方式都能有效提高聚合物太阳能电池的能量转换效率。本文从材料选取、界面掺杂以及界面修饰三个方面阐述界面工程在... 详细信息

体异质结聚合物太阳能电池是很有前途的替代化石能源进行能量转换的光伏技术。合成新材料、优化器件结构以及界面工程等方式都能有效提高聚合物太阳能电池的能量转换效率。本文从材料选取、界面掺杂以及界面修饰三个方面阐述界面工程在聚合物太阳能电池中的应用。界面修饰能够促进载流子的产生和输运,证明界面工程对于提高电荷提取效率、钝化表面缺陷和提升电导率等具有重要意义。

关键词：聚合物太阳能电池界面工程体异质结能量转换效率

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

抑制锂硫电池多硫化物穿梭的隔膜界面工程

新型炭材料 2022年第3期37卷 527-543页

作者：龙翔朱绍宽宋娅郑敏邵姣婧石斌贵州大学材料与冶金学院贵州贵阳550025 贵州梅岭电源有限公司贵州遵义563003 先进化学电源国家重点实验室贵州遵义563003

锂硫电池由于具有较高的理论比容量和能量密度而受到广泛的关注。然而,多硫化物的穿梭效应极大地阻碍了其实际应用,许多研究表明,电池隔膜界面工程是解决多硫穿梭问题的有效策略之一。隔膜界面工程的主要功能可分为物理阻隔、化学吸附... 详细信息

锂硫电池由于具有较高的理论比容量和能量密度而受到广泛的关注。然而,多硫化物的穿梭效应极大地阻碍了其实际应用,许多研究表明,电池隔膜界面工程是解决多硫穿梭问题的有效策略之一。隔膜界面工程的主要功能可分为物理阻隔、化学吸附和催化作用。在这个界面工程过程中,炭材料因其导电率高、比表面积大、孔容大而备受关注,而炭材料的非极性难以紧密结合多硫化物;使用高极性的材料能够对多硫化物起到很好的化学结合作用,可有效吸附多硫化物。因此,人们常采用高极性材料与炭材料复合,或者在炭材料设计过程中掺杂异原子或引入官能团。此外,具有多硫催化转化作用的材料对于有效抑制多硫穿梭也十分重要。本文重点介绍了隔膜界面工程的具体实施策略及其主要功能,并对锂硫电池商用化中所面临的问题和挑战进行了总结。最后,结合目前电池性能改善的各种措施,对锂硫电池实用化的光明前景进行了展望。

关键词：炭材料界面工程极性材料多硫化物锂硫电池

钙钛矿太阳电池研究进展:薄膜形貌控制与界面工程

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

化学学报 2015年第3期73卷 179-192页

作者：薛启帆孙辰胡志诚黄飞叶轩立曹镛华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室高分子光电材料与器件研究所广州510640

有机-无机杂化钙钛矿太阳电池因兼具低成本溶液加工和优异的光电转换性能在国际上倍受关注.基于其吸收强、迁移率高、载流子寿命长、可调控带隙以及可采用多种方式加工等优势,钙钛矿太阳电池在短短5年时间里,实验室小面积器件的能量转... 详细信息

有机-无机杂化钙钛矿太阳电池因兼具低成本溶液加工和优异的光电转换性能在国际上倍受关注.基于其吸收强、迁移率高、载流子寿命长、可调控带隙以及可采用多种方式加工等优势,钙钛矿太阳电池在短短5年时间里,实验室小面积器件的能量转换效率已经从低于5%提高到近20%,模块器件的能量转换效率可达8.7%,其效率超过了很多其他类型太阳电池,接近可以商业化的水平.借助于相关材料性质理解和电池设计优化,钙钛矿太阳电池效率的进一步提升存在很大的潜力空间.本文通过文献综述,在回顾国内外钙钛矿太阳电池发展情况的基础上,着重讨论影响钙钛矿太阳电池性能的其中两个重要因素:薄膜形貌控制与界面工程,并分析了钙钛矿太阳电池面临的基础科学问题以及展望该技术的未来前景.

关键词：钙钛矿太阳电池器件效率薄膜形貌控制界面工程

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

量子点太阳能电池中的能带工程与界面工程

中国科学：技术科学 2021年第12期51卷 1429-1444页

作者：周儒李孝章胡流森朱俊合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009 中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900 合肥工业大学光电技术研究院合肥230009

半导体量子点(quantum dots,QDs)凭借其优异的物理、化学特性在太阳能电池应用中受到广泛研究.在量子点太阳能电池(quantum dot solar cells,QDSCs)中,电荷分离效率和电荷收集效率低是影响器件光伏性能的两大关键因素.能带工程和界面工... 详细信息

半导体量子点(quantum dots,QDs)凭借其优异的物理、化学特性在太阳能电池应用中受到广泛研究.在量子点太阳能电池(quantum dot solar cells,QDSCs)中,电荷分离效率和电荷收集效率低是影响器件光伏性能的两大关键因素.能带工程和界面工程对于加速光生电子空穴对分离、提高载流子收集效率,进而提高QDSCs性能具有重要意义.本文从材料、薄膜和器件多角度出发,综述了能带工程和界面工程在光伏性能优化方面的应用.首先,概述了QDs特性及QDSCs工作原理与器件结构;其次,结合国内外最新研究进展,阐述了能带工程和界面工程的常用策略及其在提高器件性能方面的具体作用;最后,总结了能带和界面问题的关联性,并对下一步研究方向进行了展望.

关键词：量子点太阳能电池能带工程界面工程