多孔与平面硅电极界面的电化学行为

研究了重掺杂n-型单晶硅(CSi)在氢氟酸体系中生成多孔硅(PSi)的电化学行为,根据线性极化曲线,选取不同的电流密度,采用恒电流阳极极化法,制备了一系列多孔硅层。利用扫描电子显微镜对其进行了表面和断面形貌的表征,通过线性扫描极化技术和计时电位法,比较了单晶硅电极和多孔硅电极的电化学行为,分析了多孔硅形成前后的塔菲尔曲线和计时电位曲线,给出了多孔硅形成过程中的重要电化学参数,如腐蚀电流、开路电位、塔菲尔斜率等。并对其进行深入分析,根据实验结果,提出了单晶硅电极/电解质界面和多孔硅电极/电解质界面的结构模型,并利用该模型讨论了两种电极界面的电化学特性。     

催化层位置对气体扩散电极性能的影响

以锌空气电池气体扩散电极为研究对象,采用分层添加催化剂的方式研究了改变催化层位置对气体扩散电极放电性能的影响.将气体扩散电极以集流体为中心分为两面:面向空气侧的A面与面向电解液侧的B面.根据催化剂添加位置的不同,制作四类电极:AB两面都添加催化剂、AB两面都不添加催化剂、只在A面添加催化剂、只在B面添加催化剂.在同等条件下对比并分析四类电极的放电效果.实验证明.当催化层位于气体扩散电极的空气侧(A面)时,整个电池的浓差极化与欧姆极化都会增大,而只在气体扩散电极靠近电解液侧(B面)添加催化剂时电极放电性能相对较好.     

添加剂对干荷电式锌空气电池锌电极电性能的影响

1．引言 锌空气电池具有容量大、比能量高、成本低、放电电压平稳等优点，是一种具有巨大市场前景的化学电源。目前锌空气电池大多使用多孔气体扩散电极作为正极，传统锌膏作为负极，因而都存在着自放电率高、电解液碳酸化、失水或者吸潮、爬碱漏夜等技术难题。这些技术难题制约着锌空气电池的实用化和发展。而实际使用前才加电解液的干荷电式锌空气电池可有望解决上述难题。     

锌空气电池中空气电极摆放方式的研究

从改变空气电极的摆放方式的角度研究了改善锌空气电池放电性能的方法.通过对比相同的空气电极在同样的锌空气电池系统中采用不同摆放方式后产生的不同的放电特性,分析了空气电极的摆放方式对电极性能的影响.提出采用立式的电极摆放方式,以改善电极和电池性能及效率.     

PAFC空气电极催化层相界面结构分析

提出一个考虑了催化层中电压不均匀分布,可以在任意气体压力p、输出电流密度I工作条件下,表征PAFC空气电极行为的数学模型.发现表征“气/液”相界面比表面的参数AB与I在不同的p下呈不同的线性关系.其中在较低的压力下AB对I有较深的依赖关系,而在较高的压力p下,AB趋向与I无关.表征“液/固”界面的参数AI在不同p、I下基本保持不变.利用所构建的数学模型对PAFC空气电极中催化反应层内O2电化学还原速率进行了定量分析.结果表明,大电流下运行的空气电极,其主要的电极反应发生在“扩散层/催化层”交界处的催化反应层中,意味着厚的催化反应层是不必要的.     

基于多孔金结构的三相界面酶电极的制备及高效电化学酶传感性能

界面微环境是影响酶催化反应及酶传感性能的关键因素. 本研究基于三维微纳米结构多孔金基底, 通过调控电极表面的亲水和疏水浸润性, 制备了具有固-液-气三相界面微环境的氧化酶电极, 并研究了界面微环境对酶催化反应动力学的影响规律. 基于所制备的三相界面多孔金结构酶电极, 反应物氧气能够从气相直接快速地传输到酶催化反应界面, 极大地提升了界面氧气浓度及其稳定性, 从而大幅度提高了氧化酶活性及酶电极响应的稳定性. 以葡萄糖为模型待测物, 基于该三相界面酶电极的电化学酶生物传感器拥有宽的线性范围、 高的灵敏度、 低的检出限以及良好的稳定性. 这类独特的三相反应界面设计为高效酶生物传感器的建构以及生物分子的精准检测提供了新思路.     

电极界面浓差极化对锂金属沉积的影响

锂金属作为下一代高能量密度电池的理想负极材料受到研究人员广泛关注。然而,锂枝晶生长引起的安全隐患和循环寿命短等问题严重影响了锂金属电池的实用化进程。本文以电化学现象和理论为依据,从浓差极化角度详细分析锂金属电沉积过程中枝晶生长、死锂形成和全电池失效机制,并对目前研究较多的多孔宿主电极中的浓差极化及枝晶抑制进行分析,提出锂金属界面浓差电池现象。本文得到的结论为研究人员更深入地探究锂金属保护策略提供了理论依据。     

多孔电极在电化学体系中的应用

查全性教授是中国现代电化学的奠基人之一. 在他的带领下,武汉大学化学系电化学研究室在基础电化学和应用电化学领域取得了卓越的成绩. 查教授及同事们在过去几十年里,栽培学生无数. 后来,一部分学生有幸成为推动世界电化学学科发展的中坚力量. 在这篇综述中,作者将概述查教授及同事们在电化学领域打下的夯实基础,及作者在多孔电极方向的研究进展. 本文的所有作者均于不同时期毕业于武汉大学. 站在巨人的肩膀上,我们实属荣幸！     

圆柱型锌空气电池研究

锌空电池具有高比能量和低价格的优势 ,受到人们普遍关注 .然而目前锌空电池的结构方式 ,只有方形和扣式 ,其应用领域受到一定限制 .本文报道了一种设计新颖的圆柱型锌空电池 .并在不同实验条件下 ,对电池性能进行了测试 .结果表明AA和AAA型电池在常温以 40mA电流放电时 ,容量分别达到 40 0 0mAh和 1 40 0mAh ,比能量达到 2 80Wh/kg ,并具有优良的综合电性能 .     

锌银电池中氧化银电极的光电化学研究

用光电化学方法研究棒状和多孔氧化银电极在阳极极化过程中的光响应规律可以得到许多信息。最大光响应出现在电极表面的AgO被充分地还原为Ag_2O以及Ag结晶即将生成瞬间, 多孔电极和实体电极开路光电位ΔV_(ph,oc)之比有助于对多孔电极孔结构的了解, 首次观测到n-p-n光响应波形的转化。     

Electrode kinetics of amperometric hydrogen sensors for hydrogen detection at low parts per million level

Hydrogen gas detection at low parts per million concentration levels in sensors based on polymer membrane electrolytes and catalytically active electrodes, operating at room temperature, is sensitively dependent on the morphology of the electrode. This effect has been investigated using Nafion^® as polymeric proton-conducting membrane onto which a catalytic electrode was deposited by an in situ impregnation–reduction technique. In this work, Pt was selected as active catalyst for hydrogen oxidation. The deposition conditions were modified to optimise the parameters with regard to the application of the electrode in low-level hydrogen sensors in the 10–1,000 ppm range and to improve the metal utilisation for reduced electrode loading without loss of electrochemical performance. Models of electrode kinetics are proposed and compared with experimental results. Increasing porosity as a result of decreased reductant concentrations was observed by scanning electron microscopy and other surface characterisation methods. The response time of the hydrogen sensor was in the range of 10–30 s and a stable linear current output was observed under short-circuit conditions.     

Determination of Nitrates in Water Samples by In‐Electrode Coulometric Titration in Copper Coated Porous Vitreous Carbon Electrode

Nitrate in water samples was determined by in‐electrode coulometric titration in porous electrode made of vitreous carbon particles coated with copper. The sample was mixed with diluted sulfuric acid containing 1 mmol/L hydrochloric acid, the solution was filled into the cell and electrode and the nitrate ions were directly reduced by constant current to ammonium ions. The stoichiometry of the electrode reaction was found by coulometric and photometric measurements. The detection limit and precision were found to be 0.2 mg/L and 1.7 %, respectively. The interfering effect of high chloride contents was eliminated by precipitating chlorides with silver sulfate. The method was applied for the analysis of various water samples and beverages. The results were in good agreement with data from isotachophoretic and photometric measurements.     

粉末多孔镍电极电化学阻抗谱及其数学模型

镍电极反应动力学在大多情况下是受固态质子扩散过程控制的，以此为出发点建立了具有明确物理意义的镍电极电阻抗谱（ＥＩＳ）的数学模型，并以该模型为基础，讨论了一些模型参数如双电层电容Ｃｄ１，质子扩散系数Ｄ及活性物质粒子半径ｒ０等改变，电极的不同荷电状态及多孔镍电极中的传质过程对镍电阻阻抗谱的影响，理论模型较好地解释了一些实验结果。     

粉末多孔镍电极电化学阻抗谱及其数学模型

镍电极反应动力学在大多情况下是受固态质子扩散过程控制的，以此为出发点建立了具有明确物理意义的镍电极电化学阻抗谱（EIS）的数学模型．并以该模型为基础，讨论了一些模型参数如双电层电容C（d1）、质子扩散系数D及活性物质位于半径γ0等的改变，电极的不同行电状态以及多孔镍电极中的传质过程对镍电极阻抗谱的影响．理论模型较好地解释了一些实验结果．     

自支撑多孔碳/硒复合柔性电极的制备及其电化学性能

以二氧化硅（SiO₂）为模板,结合静电纺丝与溶胶-凝胶法制备了多孔碳纳米纤维膜（PCNFS）,再通过熔融扩散法负载硒,制备了一种柔性的碳/硒复合电极（Se@PCNFS）。结合X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对材料的微观结构和形貌进行表征,结果显示多孔碳纤维直径约300 nm,硒均匀地嵌入碳纤维膜的孔洞中。电化学测试结果表明,1Se@PCNFS电极在锂硒电池中表现出优异的循环性能和倍率性能。在0.5C倍率下,初始放电比容量达到569 mAh·g^-1,循环500次后比容量为340 mAh·g^-1;在2C倍率时,比容量为403 mAh·g^-1。     

基于单纯型的非线性拟合求解多孔碳毡电极库仑检测器的质量转移系数

基于单纯型的非线性拟合求解多孔碳毡电极库仑检测器的质量转移系数陈国南（福州大学化学系,福州,３５０００２）关键词多孔碳毡电极;质量转移系数;非线性拟合在流动注射电化学检测中库仑检测器已经得到广泛的应用［１,２］。以多孔材料作为库仑检测器的工作电极,具...     

以多孔碳毡为工作电极的流动注射库仑检测器的研究及应用

本文设计了一个以多孔碳毡为工作电极的库化检测器并将其于用流动注射分析,以抗坏血酸、氢醌,没食子酸及二氧化硫为电活性物质检验该检测器的电化学特性。详细地研究了该检测器的库仑转换效率,选择性,线性范围,检测限及质量转移系数,并将该检测器作为双检测器流动注射分析系统中的“清除”电解池,用于酒中二氧化硫的测定,其结果与常规的吹气－氧化法非常吻合。     

有机电极材料过渡态的研究进展

有机电极材料具有理论比容量大、结构可设计性强、加工使用过程环境友好等优点被广泛应用于二次电池的研究中.有机电极材料在氧化还原过程会产生具有不成对电子的自由基中间体,自由基中间体的稳定程度影响电极材料的电化学性能.通过改变材料的结构可以调控自由基中间体的稳定性,从而优化有机电极材料的电化学性能.本文对有机电极材料在电化学...