我國採用「摩擦納米發電機」激活電沉積製造三功能催化劑

2020-12-05 儀器網

在化學反應裡能改變反應物化學反應速率而不改變化學平衡,且本身的質量和化學性質在化學反應前後都沒有發生改變的物質叫催化劑。催化劑種類繁多,按狀態可分為液體催化劑和固體催化劑;按反應體系的相態分為均相催化劑和多相催化劑,均相催化劑有酸、鹼、可溶性過渡金屬化合物和過氧化物催化劑。催化劑在現代化學工業中佔有極其重要的地位。

發展燃料電池和可充電金屬空氣電池技術對緩解環境汙染和能源危機有著積極的作用。近日,我國科學家採用層狀摩擦納米發電機產生的高壓脈衝直流電作的方式,製備了性能優異的Pt-NiFe-LDH催化劑。該催化劑表現出對HER,ORR和OER的三功能催化活性,且可以用作燃料電池和可充電鋅-空氣電池的電極催化劑。

什麼是電沉積

是指金屬或合金從其化合物水溶液、非水溶液或熔鹽中電化學沉積的過程。是金屬電解冶煉、電解精煉、電鍍、電鑄過程的基礎。這些過程在一定的電解質和操作條件下進行,金屬電沉積的難易程度以及沉積物的形態與沉積金屬的性質有關,也依賴於電解質的組成、pH值、溫度、電流密度等因素。

燃料電池

是一種把燃料所具有的化學能直接轉換成電能的化學裝置,又稱電化學發電器。它是繼水力發電、熱能發電和原子能發電之後的第四種發電技術。由於燃料電池是通過電化學反應把燃料的化學能中的吉布斯自由能部分轉換成電能,不受卡諾循環效應的限制,因此效率高; 另外,燃料電池用燃料和氧氣作為原料;同時沒有機械傳動部件,故沒有噪聲汙染,排放出的有害氣體極少。由此可見,從節約能源和保護生態環境的角度來看,燃料電池是最有發展前途的發電技術。

充電電池

是充電次數有限的可充電的電池,配合充電器使用。市場上一般賣5號、7號,但是也有1號。充電電池的好處是經濟、環保、電量足、適合大功率、長時間使用的電器(如隨身聽、電動玩具等)。充電電池的電壓比型號相同的一次性電池低,AA電池(5號充電)是1.2伏,9V充電電池實際上是 8.4伏。現在一般充電次數能在1000次左右。截止至2012年2月只有五種:鎳鎘、鎳氫、鋰離子、鉛蓄、鐵鋰。

高壓脈衝電源

是高壓電源的一種,是在高壓直流電源的基礎上增加了開關電路,從而輸出脈衝幅度可調、脈衝寬度可調、脈衝頻率可調、脈衝輸出個數可設定的一種高壓電源。高壓脈衝電源的種類有很多,按高壓脈衝電源的實現的方法其可分為機械開關式,高壓固態開關式,和Marx網絡(Marx發生器)等。其中高壓固態開關式,和Marx網絡可實現納秒級的窄脈衝和很高的脈衝頻率。

高壓脈衝電源可廣泛用於空氣淨化,放電等離子燒結、高壓充電、高壓放電、製作納米材料、處理染料廢水等多種場合。高壓脈衝電源的技術參數除了脈衝寬度、重複頻率,在放電場合單次放電能量也是非常重要的參數。對於一些特殊場合,高壓脈衝電源的前後沿要求陡直,達到納秒級,就需要非常先進的開關器件和控制有效的儲能電路,北京瑞昂特科技有限公司在高壓脈衝電源上潛心研究多年,獲得多項研發專利,致力於為客戶提供功能齊全、性能穩定的高壓脈衝電源產品。

納米發電機

基於規則的氧化鋅納米線的納米發電機,是在納米範圍內將機械能轉化成電能,是世界上最小的發電機。目前納米發電機可以分為3類。一類是壓電納米發電機,壓電納米發電機是利用特殊納米材料(氧化鋅)的壓電性能與半導體性能,把彎曲和壓縮的機械能轉變為電能的微型發電機。還有一類是摩擦納米發電機,摩擦發電機利用了兩種對電子束縛能力不同的材料,相互接觸時得失電子而在外電路產生電流的微型電機。目前主要有四種模式,垂直接觸分離,平面滑動式,單電極式,獨立層式。第三類為熱釋電納米發電機。

摩擦電發電機

一種透明的柔性摩擦電發電機,能依靠摩擦點電勢的充電泵效應,藉助柔性高分子聚合物材料,成功地把極其微小的機械能轉化成為了可供使用的電力。此種發電機在電子產品、環境監測以及醫療設備製造等領域具有巨大的應用潛力。這種微型發電機製造工藝簡單,成本低廉,能很方便地進行大規模生產的應用。同時它還具有極好的耐久性和可加工性,可輕鬆融入其他產品的設計當中。

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