一种铬铁双金属掺杂的磷化钴/磷化镍/泡沫镍复合电极及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN117646246A

    公开(公告)日:2024-03-05

    申请号:CN202311587725.0

    申请日:2023-11-27

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本公开涉及一种铬铁双金属掺杂的磷化钴/磷化镍/泡沫镍Cr,Fe‑CoP/Ni2P/NF复合电极及其制备方法和应用。该复合电极的制备步骤:a、用丙酮和盐酸依次清洗泡沫镍;b、通过水热法在泡沫镍上制备铬铁双金属掺杂的羟基氟化钴(Cr,Fe‑Co(OH)F/NF);c、将铬铁双金属掺杂的羟基氟化钴/泡沫镍Cr,Fe‑Co(OH)F/NF退火制得Cr,Fe‑CoP/Ni2P/NF复合电极。该复合电极可直接作为析氢反应的工作电极,并表现出优异的催化活性。当电流密度为10mAcm‑2时,过电势仅为27mV,塔菲尔斜率为52mV dec‑1,明显优于Fe‑CoP/Ni2P/NF、Cr‑CoP/Ni2P/NF和CoP/Ni2P/NF电极。该复合电极经过450h的计时电位测试后,过电位没有明显衰减,表现出良好的稳定性。本公开为过渡金属磷化物中不同类型的原子掺杂设计提供了创新性的思路,并为发展高效、低成本的催化剂提供了新的见解。

    一种表层成分梯度化的铂铁钴镍铜高熵合金的制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN114985754B

    公开(公告)日:2023-05-26

    申请号:CN202210690346.3

    申请日:2022-06-17

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种表层成分梯度化的铂铁钴镍铜高熵合金的制备方法及其应用。以过渡金属氯化物为原料,通过溶剂热法和退火可制备出铂铁钴镍铜高熵合金(HEA),进一步通过电化学活化可制备表层成分梯度化的高熵合金(HEA‑5000)。该复合材料是通过以下步骤进行制备:a、通过溶剂热法制备HEA前驱体;b、通过退火前驱体制备HEA;c、通过电化学循环伏安法制备表层成分梯度化的HEA‑5000。HEA‑5000表现出优异的析氢反应(HER)催化性能,在‑10mA cm‑2电流密度下的过电势为10.8mV,塔菲尔斜率为28.1mV dec‑1,性能超过商用Pt/C,具有广阔的应用前景。本发明还可以拓展到其它催化剂的设计,为发展高效的电催化剂提供了新的思路。

    一种中空镍-氧化镍纳米粒子/多孔碳纳米片层复合材料及其制备方法与应用

    公开(公告)号:CN108110235B

    公开(公告)日:2020-10-09

    申请号:CN201711325305.X

    申请日:2017-12-13

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种中空镍‑氧化镍纳米粒子/多孔碳纳米片层复合材料及其制备方法和应用,属于钠离子电池负极材料技术领域,本发明通过溶胶凝胶法制得Ni‑NiO/PCNs复合材料,以Ni/C/NaCl或Ni/C粉末作为前驱体,经过退火、清洗干燥并最终得到Ni‑NiO/PCNs复合材料。将该材料作为钠离子电池的负极材料时,该复合材料与未加NaCl模板制备的Ni‑NiO/C复合材料相比表现出更加优异的电化学性能。在放电电流密度为0.1Ag‑1时,该复合材料具有更高的放电容量446.5vs.131.1mAh g‑1;在放电电流密度为2Ag‑1时,高倍率性能显著提高266.8vs.18.9mAh g‑1。最重要的是,在电流密度为1A g‑1时,循环5000圈后,该复合材料容量仍保持在235.4mAh g‑1。本发明为进一步提高能量存储设备的电化学性能提供了新的思路。

    一种Co3O4/N-RGO/HSAs复合材料的制备方法及应用

    公开(公告)号:CN106654212B

    公开(公告)日:2019-07-30

    申请号:CN201611242926.7

    申请日:2016-12-29

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种四氧化三钴/石墨烯复合材料(Co3O4/N‑RGO)的制备方法及其在镍氢电池及锂离子电池中的应用。该复合材料是按照以下步骤制备的:a、根据改进的Hummers方法制备氧化石墨;b、醋酸钴在氨水的调节作用下水解、氧化并在氧化石墨表面原位生长超小的Co3O4纳米粒子;c、Co3O4纳米粒子的进一步晶化和氧化石墨的还原。Co3O4/N‑RGO复合材料作为电极材料,其独特的结构特性以及Co3O4与N‑RGO之间的协同效应显著提高了镍氢电池和锂离子电池的高倍率放电性能。对于镍氢电池,在放电电流密度为3A/g时其放电容量高达223.1mAh/g,是商用储氢合金的3.2倍(68.7mAh/g)。对于锂离子电池,在电流密度为10A/g时仍保持较高的放电容量,为423.6mAh/g。本发明为研发高功率型电池提供了新的思路。

    一种高耐蚀、超长循环寿命的AB5+x型储氢合金及其制备方法

    公开(公告)号:CN108384991A

    公开(公告)日:2018-08-10

    申请号:CN201810275315.5

    申请日:2018-03-30

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种高耐蚀、超长循环寿命的AB5+x型储氢合金及其制备方法。利用密度泛函理论方法,即DFT方法,对储氢合金容量衰减的本质进行了探讨,计算了合金中不同体系腐蚀前后的能量变化,研究了不同体系的抗腐蚀能力。DFT模拟结果表明:AB5型储氢合金的腐蚀可分为两个阶段,第一阶段为A侧稀土元素的腐蚀,第二阶段为B侧镍钴等元素的腐蚀,提高第二阶段的耐蚀能力可以有效提高合金的抗腐蚀能力和循环寿命。根据上述结果,通过Ni部分替代La,可以获得高配位数的Ni原子,使得合金在第二阶段具有更强的抗腐蚀能力。本发明在该理论的指导下,设计并制备了具有高耐蚀和超长循环寿命的储氢合金系列,循环寿命最高可达2415次,接近传统商用储氢合金的5倍。

    一种非石墨化碳纳米管/硫复合材料的制备方法及应用

    公开(公告)号:CN105958033B

    公开(公告)日:2018-07-06

    申请号:CN201610517673.3

    申请日:2016-07-04

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种非石墨化碳纳米管/硫复合材料的制备方法及其用途,涉及锂硫电池电极材料的制备领域。通过非石墨化碳纳米管与单质硫均匀混合,单质硫进入到非石墨化碳纳米管管内并包覆在外管壁,形成均一的复合材料。选用三氯化铁、甲基橙、吡咯、氢氧化钾和单质硫,化学氧化聚合反应、高温热解、熔融扩散法后,真空干燥得到非石墨化碳纳米管/硫复合材料,而且合成方法简单,能耗低,可控性好,产率高,成本低廉,适合于规模化生产。本发明还公开了所述的非石墨化碳纳米管/硫复合材料的应用,用于锂硫电池的正极材料,具有放电比容量高、循环性能稳定的特点。

    储氢合金与石墨烯复合材料(HSAs@RGO)的制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN105428627B

    公开(公告)日:2018-01-30

    申请号:CN201510996700.5

    申请日:2015-12-28

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种储氢合金与石墨烯复合材料(HSAs@RGO)的制备方法及其作为镍氢电池负极材料的应用。该复合材料是按照以下步骤制备的:a、在氩气保护条件下,通过电弧炉熔炼稀土元素和其他金属元素获得铸锭;b、将铸锭在氩气保护下退火并机械研磨得到合金粉末,其平均颗粒直径为50μm;c、根据改进的Hummers方法制备氧化石墨;d、将储氢合金置于氧化石墨胶体中,用水合肼还原,然后再退火,通过简单的自上而下的方法合成HSAs@RGO复合材料。该复合材料作为镍氢电池的负极材料具有优良的高倍率放电性能,在放电电流密度为3000mA/g时其容量保留率高达51.25%,几乎是单独储氢合金的4倍。本发明为进一步提高镍氢电池的综合性能,尤其是高倍率放电性能提供了新的方法和思路。

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