钒电池电极用石墨烯基新型复合材料的构建及其机理研究

基本信息
批准号:51772093
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:吴雄伟
学科分类:
依托单位:湖南农业大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘灿明,周南,邓奇,凌苇,谢浩,张秀梅,黄鹏,刘再春,刘俊杰
关键词:
多维结构石墨毡钒电池复合电极石墨烯基材料
结项摘要

As the energy crisis and environment pollution growing severely, vanadium redox flow battery as a large-scale energy storage device for renewable energy sources has attracted much attention. Electrode is a critical material of the vanadium redox flow battery, and determines the voltage efficiency and power density of the battery. In the original technology base, this project builds graphene-based and quasi graphene-based composite electrode materials with one and two –dimensional. This work systematically studies the effect of the microstructure, electrical conductivity, surface chemical composition of multidimensional materials toward vanadium ions reaction rate constant and diffusion coefficient. Through establishing dimensional materials and vanadium redox reaction model, we will deeply understand the relationship between material structure and electro-catalytic property, cycling stability. Finally, the research will achieve the goal of the high power, high energy efficiency and long cycle life performance for vanadium redox flow battery via exploring and optimizing the best preparation procedure of electrodes.

随着能源的日益消耗和环境污染问题的突出,全钒液流电池作为解决可再生能源的储能装置备受关注。电极作为钒液流电池关键材料,决定了电池的电压效率和功率密度。本项目在原有技术基础上,构建二维类石墨烯基与二、三维石墨烯基复合电极材料。系统研究多维度材料微观结构、表面化学成分、导电率等因素对钒离子反应速率常数与迁移速率的影响。建立维度材料与钒离子氧化还原反应模型,深刻理解材料构型与电催化性能、循环稳定性的关系。组装全电池,探索和优化最佳电极工艺,实现钒液流电池高功率、高能效、长循环的目标。

项目摘要

随着能源的日益消耗和环境污染问题的突出,全钒液流电池作为解决可再生能源的储能装置备受关注。电极作为钒液流电池关键材料,决定了电池的电压效率和功率密度。本项目在原有技术基础上,构建二维类石墨烯基与二、三维石墨烯基复合电极材料,增加更多的缺陷位点,提高复合电极的催化活性。使得电池即使是在高电流密度150 mA cm-2,也能循环超过1000圈。 系统研究多维度材料微观结构、表面化学成分、导电率等因素对钒离子反应速率常数与迁移速率的影响。建立维度材料与钒离子氧化还原反应模型,深刻理解材料构型与电催化性能、循环稳定性的关系。组装全电池,探索和优化最佳电极工艺,实现钒液流电池高功率、高能效、长循环的目标。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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