全釩液流電池高性能石墨氈電極研究.pdf

1、釩液流電池（釩電池）由于具有壽命長、易規(guī)?；筒僮黛`活等優(yōu)點，成為了一種快速發(fā)展且有前景的大型固定式儲能系統(tǒng)。但是由于石墨氈(GF)電極的催化活性較低，導致釩電池功率密度低且溫度窗口窄，這些缺點限制了其在全球的廣泛應用。因此制備出具有高功率密度和寬溫度的新型電極來推進VFB在全氣候條件下儲能的實際應用至關重要。本論文分別采用在石墨氈纖維表面造孔和負載鉍催化劑兩種方法對石墨氈改性，得到高電化學活性、高功率密度和寬溫度適應性的石墨氈電極。<

2、br>　　采用了一種便于控制的方法來制備多孔設計的石墨氈電極(PGF)，其中納米孔均勻分布在石墨氈的微米級石墨纖維上。由于其良好的電解液潤濕性和較大的表面積，所制備的PGF電極對VO2+/VO2+和V2+/V3+氧化還原電對表現(xiàn)出較高的電化學活性。因此用PGF電極組裝的VFB單電池在高電流密度300mA cm-2下表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能。另外在150mAcm-2的高電流密度下PGF電極在3000圈充放電循環(huán)中表現(xiàn)出高穩(wěn)定性，并且在-20℃

3、至60℃溫度范圍內(nèi)具有較高的能量效率和電化學穩(wěn)定性。
　　鉍作為一種低成本，無毒，高活性的電催化劑，通過簡單的水熱反應法來修飾到熱活化的GF(TGF)上，得到Bi/TGF復合電極。研究發(fā)現(xiàn)鉍在較寬溫度范圍內(nèi)可有效抑制析氫反應，同時促進V2+/V3+氧化還原反應。因此將Bi/TGF為負極電極的VFB在倍率性能測試中表現(xiàn)出遠高于TGF的能量效率和放電容量，在150mA cm-2的電流密度下，Bi/TGF的能量效率達到78.9％。并且在