鈷硼-石墨烯和一維鈷-碳材料的球磨制備和電化學(xué)儲氫性能研究.pdf

1、氫能因其具有蘊(yùn)藏廣泛，能量密度高及環(huán)保無污染等優(yōu)勢，是一種具有良好未來前景的可持續(xù)能源。然而，尋找一個安全有效穩(wěn)定的固體材料作為儲氫介質(zhì)是氫能在實(shí)際使用過程中遇到的主要障礙。因此，設(shè)計(jì)制備出具有高儲氫容量和循環(huán)穩(wěn)定性的儲氫材料是亟待解決的問題。本論文通過球磨法制備了鈷硼-石墨烯儲氫材料和一維鈷-碳核殼儲氫材料。通過掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和X射線衍射(XRD)等分析技術(shù)對產(chǎn)物的組分和形貌進(jìn)行了分析。同時對材料進(jìn)行儲氫容量測

2、試、充放電曲線及儲氫機(jī)制過程進(jìn)行分析。
　　應(yīng)用球磨法制備鈷硼-石墨烯儲氫材料。首先，在不同的球磨速率和球磨時間的條件下制備出不同的鈷硼合金材料。其次，為了研究石墨烯的加入對于鈷硼合金的影響，分別按照鈷硼合金與石墨烯質(zhì)量比分別為2:1、5:1和10:1制備鈷硼石墨烯復(fù)合材料。經(jīng)不同的球磨時間可以得到具有多層三明治型結(jié)構(gòu)的鈷硼石墨烯儲氫材料。其中在球磨條件為鈷硼合金與石墨烯質(zhì)量比為5:1，球磨時間為10小時下得到具有最佳儲氫容量的材

3、料。其最大儲氫容量為2.87 wt％。
　　應(yīng)用球磨法可以制得具有一維核殼結(jié)構(gòu)的鈷-碳儲氫材料。通過簡單球磨法使得金屬鈷能夠以納米尺寸很好的覆蓋在碳納米管或者碳纖維的表面。并且 X射線衍射、掃描電鏡及透射電鏡等測試手段都很好的反映了這種一維核殼結(jié)構(gòu)的特征。對材料進(jìn)行電化學(xué)儲氫性能測試可以看出此類材料具有良好的循環(huán)可逆性，并且具有良好的儲氫容量。其中鈷碳納米管材料的最大儲氫容量可以達(dá)到2.62 wt%，鈷碳纖維材料為2.70 wt%