基于普魯士藍(lán)類合物電極材料的熱電池性能研究.pdf

1、新能源的開發(fā)是目前解決能源危機(jī)的有效途徑之一。新能源包括太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、熱能、風(fēng)能等，其中對(duì)熱能的轉(zhuǎn)換利用備受研究者的關(guān)注。熱電池是一種集熱電能量轉(zhuǎn)換和能量存儲(chǔ)于一體的新型器件，通過一個(gè)熱動(dòng)力循環(huán)實(shí)現(xiàn)熱能到電能的轉(zhuǎn)換。即當(dāng)一種材料具有負(fù)溫度系數(shù)時(shí)，一個(gè)充放電循環(huán)將高溫吸收的能量，在低溫以電能的形式釋放出來，這也為熱能的利用提供了新的方向。
　　本文針對(duì)普魯士藍(lán)類合物及其碳基復(fù)合材料在熱電池上的應(yīng)用做了如下研究：
　　(1)

2、采用直接沉淀法制備了鈷基普魯士藍(lán)類合物（CoHCF），并對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征分析。研究了CoHCF電極材料的室溫條件下的電化學(xué)性能以及變溫條件下的溫度系數(shù)、熱電轉(zhuǎn)換性能。實(shí)驗(yàn)測(cè)得CoHCF電極材料的溫度系數(shù)為-0.6958mV K-1。在45℃充電、15℃放電條件下的測(cè)試結(jié)果為充電容量Qch為17.1171mAh g-1，放電容量Qdis為16.8720mAh g-1，則庫(kù)倫效率為98.57％；(-V)dis為629.9mV，(-V)

3、ch為622.0mV。
　　(2)采用直接沉淀法制備了新型催化劑前驅(qū)體酒石酸亞鐵（C4H4O6Fe），并對(duì)其不同分解溫度下的產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了研究。以C4H4O6Fe為催化劑前驅(qū)體，采用化學(xué)氣相沉積法制備了螺旋碳納米管（HCNTs），并研究了其不同生長(zhǎng)溫度下微觀形貌變化。除此之外，還分析了純化處理對(duì)HCNTs微觀結(jié)構(gòu)的影響。當(dāng)溫度大于600℃時(shí)，C4H4O6Fe分解可得到多孔Fe微米顆粒。實(shí)驗(yàn)中HCNTs的最佳生長(zhǎng)溫度為550

4、℃。
　　(3)采用共沉淀法制備了CoHCF/HCNTs復(fù)合材料，并對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征分析。研究了CoHCF/HCNTs復(fù)合材料的室溫條件下的電化學(xué)性能以及變溫條件下的溫度系數(shù)、熱電轉(zhuǎn)換性能。實(shí)驗(yàn)測(cè)得CoHCF/HCNTs復(fù)合材料的溫度系數(shù)為-0.8903mV K-1。在45℃充電、15℃放電條件下的測(cè)試結(jié)果表明，充電容量Qch為20.2mAh g-1，放電容量Qdis為19.5mAh g-1，庫(kù)倫效率為96.53%；(-V)