柔性锂离子电池由于具有高能量密度等优点,在柔性电子设备领域具有广阔的应用前景。柔性锂离子电池设计开发的关键不仅在于柔性电极的设计,更对整体电池器件的力学和电化学性能提出了更高的要求。传统柔性电极中,柔性基底材料的低容量贡献以及柔性基底与活性物质之间的弱相互作用都会导致整体电极材料的比容量偏低,进而影响电池器件的能量密度。此外,传统的柔性基底(如钢网、钛片等)在整体电极中质量占比远高于活性物质,...
设计和合成稳定、高效的水裂解制氢光催化剂是一种很有前途的可持续能源开发方法。然而,由于常用的CdS催化剂存在对可见光的利用率低,光生电子和空穴容易复合等问题,其光解水产氢的产量低,速率慢。碳点(CDs)是一种很好的光敏剂,能提高催化剂的光吸收,且能作为电子缓存器,提升光生电荷的分离效率。同时,构筑p-n结是一种提升电荷分离效率和调控催化剂能带结构的重要方法。刘兆清教授研究团队设计并成功合成了用于高效析氢的...
氢是一种很有前途的能源载体,由于其可循环利用和无污染的特点,成为化石燃料的替代品。水裂解法是生产高纯氢的有效方法;然而,由于传统的贵金属类催化剂由于价格高昂,易失活等原因不适用于大规模的工业生产。因此,设计一种非贵金属的廉价、高效稳定的催化剂是电解水产氢的关键。刘兆清团队开发了一种基于功能化碳纳米管的自组装三维层状NiCo2Px纳米片(NiCo2Px/CNTs)的简便合成方法,以实现在1M KOH中实现全面水分解的高效且...
随着可穿戴电子器件的不断发展,人们对于柔性储能器件的需求不断增加。柔性的锂离子电池和超级电容器已经有所发展,但存在着能量密度不足等问题。锌空电池是以金属锌为负极,空气为正极的化学电池,具有1084 Wh/kg的高理论能量密度,因而受到广泛关注。然而,锌空电池的实际能量密度与充放电循环次数等性能受到空气电极的氧还原与氧析出的催化性能的严重约束。铁钴尖晶石的碳基复合材料在碱性环境中具有良好的氧还原与氧析出双...
电催化氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)是电化学能量转换装置(如燃料电池和金属-空气电池)的关键,OER&ORR的多步骤电子转移过程和缓慢动力学会产生较大的过电位,严重降低了反应效率。目前,贵金属Ru(Ir)基和Pt基催化剂是目前高效的OER和ORR电催化剂,但贵金属催化剂的稀缺性、不菲的价格以及差强人意的稳定性阻碍了其广泛的应用。因此,在保证高性能的前提下,开发廉价、高效的非贵金属催化剂,其重要性不言而喻。杂...
当前锌空电池发展的最大瓶颈是如何加快阴极发生的氧还原反应。此氧还原反应速率的快慢直接决定了锌空电池在放电过程能量的转换效率和输出功率。金属铂及其合金材料被认为是催化该氧还原反应活性最高的材料,但是其昂贵的价格制约了其广泛使用。因此,当前关于锌空电池的氧还原催化剂的研究重点仍集中在寻找高活性且廉价的金属基或碳基材料。在众多铂催化剂的替代品中,四氧化三钴(Co3O4)因其低廉的价格、丰富的储量和潜在优良...
对环保型可再生能源日益增长的需求也促进了能量存储与转换技术的发展,超级电容器具备快速充放电能力、循环寿命长及成本低的优点,可以作为能量存储设备的候选者。但是,超级电容器的发展和实际应用却往往会受限于它的低能量密度。在非对称超级电容器中,负极通常采用的碳材料比电容多数低于正极材料,导致总比电容低(1/C = 1/Cneg + 1/Cposi)。目前报道的赝电容材料作为负极存在较低容量和较差循环稳定性等问题,仍是实际应用...
氢能作为一种清洁、安全、高效的可再生二次能源,被视为未来最有潜力的能量载体。在目前的各种制氢技术中,电解水制氢过程无污染且可循环使用,有着很大的发展潜力。然而,电解水制氢工业仍然受限于阴阳极体系不相容、能量转换效率较低和高能耗等瓶颈性问题。针对这些问题,广州大学刘兆清的团队与澳大利亚阿德莱德大学首席科学家乔世章教授合作巧妙制备了一类高活性、长寿命、低成本的Ni/NixMy(M = P, S)双功能催化材料。该类...
析氧反应(OER)是各个能源转换中重要的反应,其可作为金属空气电池氧还原反应(ORR)的逆反应,也可作为电解水电池的阳极反应。因此,建立具有良好水氧化活性的活性位点对OER电催化剂的设计具有重要意义。广州大学刘兆清团队提出了一种阴离子调节策略,即将N掺杂的碳纳米管包覆在Ni3Fe合金颗粒上起保护作用,引入两种非金属元素S或Se来调节电子结构,进一步构建非均相表面,改善价态,提高催化剂的亲水性。制备的两种催化剂在1...
光电催化氧化小有机分子是一种很有前途的绿色可再生和可持续能源技术,越来越受到人们的关注。值得注意的是,醇类通常被认为是一种高能量密度的环保燃料。因此,探索催化甲醇氧化的高活性催化剂是一个非常重要的问题。由于低成本、可降解和丰富的储量,TiO2、ZnO和α-Fe2O3等半导体材料,可以应用于甲醇氧化反应。广州大学刘兆清团队提出了一种高度有序的多孔α-Fe2O3 / Au纳米管阵列(NTAs)结构,成功地通过一个简单的方法合成了...
Copyright © 2020 广州大学清洁能源材料研究所 版权所有地址:广州市大学城外环西路230号 邮编:510006 邮箱:lzqgzu@gzhu.edu.cn