校企合作毕业设计

下一代高性能电池空气极关键材料开发

最佳展示奖

资助企业: 中氢(厦门)新能源科技研究院

企业导师: 蔡均猛

指导教师: 周宝文

项目成员: 杜菲苑 譚志軒 程沁煊 唐宇辰

项目海报
项目视频
项目简介

项目概述

相对应用更广的锂离子电池,金属空气电池具有更高能量密度、低成本以及高安全性,成为当前众多研究者关注的主流发展方向之一。本项目旨在研究一种具有高ORR/OER催化活性新型无机多元金属氧化物手性纳米材料,优化金属配比、手性配体等变量,建立多个性能评估指标,搭建模拟电池评估性能并用于小车样机的能源驱动。


项目目标

在三电极测试条件下,借助电化学工作站,通过CD、XRD、SEM、TEM、XPS以及mc-AFM等表征手段,分析催化剂析氧反应和氧还原的活性以及稳定性,基于XPS扫描对制备材料进行性态分析,并满足相关性能评估指标:高ORR/OER催化活性;LSV低过电位、EIS低电荷转移电阻;高电化学活性比表面积;稳定放电流,要求金属空气电池能够适应不同工作环境,具有持久的放电能力、高稳定的充放电循环、小巧轻便、易于模块化组装等特质。


项目成果

针对任务需求与项目难点,开发出一种新型无机多元金属氧化物手性纳米材料。通过电化学沉积、液相浸渍等手段,得到精细可控的无机手性催化剂,分析手性材料中关键元素的配位情况及表面化学环境测试该材料的手性信号和自旋极化特性。最后,调控沉积金属的种类、含量以及手性配体种类,得到最适用的金属空气电池催化剂。通过这些催化剂的应用,实现具有高能量密度、高倍率性能、高能量转换效率、长循环寿命和高安全性的新一代金属空气电池。本项目追求的双功能催化剂不仅环境友好、成本效益高,还推动金属空气电池技术向商业化发展,为金属空气电池的性能提升和实际应用提供宝贵的科学支持。


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