鎂空氣電池研究進(jìn)展演示文稿

鎂空氣電池研究進(jìn)展演示文稿第一頁(yè)，共十八頁(yè)。優(yōu)選鎂空氣電池研究進(jìn)展第二頁(yè)，共十八頁(yè)。目錄/

contents1鎂空氣電池簡(jiǎn)介23鎂空氣電池的發(fā)展方向鎂空氣電池的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀第三頁(yè)，共十八頁(yè)。Part1鎂空氣電池簡(jiǎn)介

第四頁(yè)，共十八頁(yè)。

表一幾種電池的電壓和能量密度對(duì)比Table1Volatgeandenergedensitycomparisonofselectedbatteries

金屬空氣電池

金屬空氣電池是一類(lèi)特殊的燃料電池，它是以金屬為燃料，與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電能。具有能量密度高、安全、污染小等特點(diǎn)。主要包括鋰空氣電池、鎂空氣電池、鋁空氣電池、鋅空氣電池等。第五頁(yè)，共十八頁(yè)。

鎂空氣電池工作原理水體系：陽(yáng)極：Mg-2e-=Mg2+陰極：O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng)：2Mg+H2O+O2=2Mg(OH)2非水體系：陽(yáng)極：Mg-2e-=Mg2+

陰極：O2+2e-=O22-或O2+4e-=2O2-總反應(yīng)：Mg+O2=MgO2或2Mg+O2=2MgO圖一鎂空氣電池的典型結(jié)構(gòu)和工作原理Fig.1TypicalstructureandworkingprincipleofMg-airbattery第六頁(yè)，共十八頁(yè)。鎂空氣電池的優(yōu)點(diǎn)儲(chǔ)量豐富、價(jià)格便宜清潔、安全壓降小、放電電壓穩(wěn)定理論電壓和能量密度高第七頁(yè)，共十八頁(yè)。Part2

鎂空氣電池研究及應(yīng)用現(xiàn)狀第八頁(yè)，共十八頁(yè)。一、鎂陽(yáng)極鎂合金化

將鎂與其它金屬如Al，Mn，Zn等形成合金，減少鎂陽(yáng)極的腐蝕，提升電池的性能提升鎂自身的性能

純度—高純度鎂（99.99%）作為陽(yáng)極可以比某些合金的腐蝕率更低形態(tài)

微/納米結(jié)構(gòu)

增大比表面積，加速反應(yīng)加速M(fèi)g(OH)2沉淀第九頁(yè)，共十八頁(yè)。表二鎂陽(yáng)極的分類(lèi)Table2TypesofMganodeforMg-airbatteries第十頁(yè)，共十八頁(yè)。二、電解液鎂空氣電池的高極化和低庫(kù)倫效率不僅與電極有關(guān)也與電解液密切相關(guān)，因此選擇一種合適的電解液也是至關(guān)重要的。關(guān)于電解液的研究主要有以下幾個(gè)方面：電解質(zhì)溶液的PH，溶液中陰離子的種類(lèi)，溶液濃度等。第十一頁(yè)，共十八頁(yè)。三、空氣電極鎂空氣電池的性能與空氣電極密切相關(guān)。典型的空氣電極有四層組成：疏水層，氣體擴(kuò)散層，催化層和電流收集層?，F(xiàn)在關(guān)于空氣電極的研究主要圍繞氣體的有效擴(kuò)散以及合適的高效催化劑等。第十二頁(yè)，共十八頁(yè)。中性水溶液中可能的氧還原路徑為：

O2+2H2O+4e-=4OH-

O2+H2O+2e-=HO2-+OH-HO2-+H2O+2e-=3OH-

2HO2-=2OH-+O2

副反應(yīng)的發(fā)生減緩了氧還原過(guò)程，因此需要有一種高效的催化劑，提高反應(yīng)活性，加快反應(yīng)速度。

第十三頁(yè)，共十八頁(yè)。類(lèi)型催化劑性能貴金屬Pt,Pt-alloys,催化活性高，過(guò)電壓低Pd,Cu,Ag…4e-反應(yīng)過(guò)程

碳基材料nanotubes,graphene催化活性接近Pt，穩(wěn)定性N-dopednanotubes好，類(lèi)似4e-反應(yīng)過(guò)程

過(guò)渡金屬氧化物Co3O4/r-GO,MnCoO/r-GO催化活性與Pt相當(dāng)，4e-反應(yīng)過(guò)程，有希望成為Pt的替代品

含氮金屬?gòu)?fù)合物FeTMPP/C,CoTMPP/C催化活性與Pt/C相當(dāng)4e-反應(yīng)過(guò)程

表三催化劑的種類(lèi)Table3TypesofcathodecatalystsforMg-airbatteries第十四頁(yè)，共十八頁(yè)。四、應(yīng)用現(xiàn)狀現(xiàn)在鎂空氣電池的主要應(yīng)用包括三方面，一是作為備用電源，在緊急情況下使用；二是為一些海下設(shè)備提供電能，三是軍事上的應(yīng)用。挪威和意大利曾合作開(kāi)發(fā)出一種鎂空氣燃料電池，用于海上的油田勘探設(shè)備，這種電池的能量密度達(dá)到650KWh,使用壽命為15年。第十五頁(yè)，共十八頁(yè)。雅安地震發(fā)生后，中科院大連物化所緊急向?yàn)?zāi)區(qū)提供了500多臺(tái)大容量、高比容量鎂/空儲(chǔ)備電源。該電源可提供長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月的電力供應(yīng)，可在災(zāi)區(qū)作為帳篷照明燈、手機(jī)充電器等小型設(shè)備應(yīng)急移動(dòng)電源，為災(zāi)后救援提供長(zhǎng)時(shí)間照明、通訊等保障，有效解決大面積電力中斷帶來(lái)的影響。第十六頁(yè)，共十八頁(yè)。Part3