В последние годы, благодаря быстрой разработке новых энергетических технологий, электродные материалы на основе никеля стали исследовательской точкой из-за их превосходных электрохимических свойств. В этой статье суммируется ряд результатов научных исследований и разбирается с рекомендуемыми материалами никелевого электрода и их преимуществам в различных сценариях применения.
I. Никель-гидрогновая батарея: гидроксидный электрод с высоким уровнем стабильности.
Электрод -материал -ni (OH) ₂ (номер передачи электронов составляет около 1,3), разработанный командой Харбинского института технологии, демонстрирует значительные преимущества. По сравнению с традиционным -ni (OH) ₂, он обладает лучшими механическими свойствами, большим потенциалом положительного электрода, более высокой эффективностью зарядки и межфазном сопротивлением переноса заряда снижается примерно на 30%. Кроме того, -NI (OH) ₂ может снизить содержание никеля в активном материале на 30%, что имеет как защиту окружающей среды, так и экономическую ценность. Исследование также показало, что скорость разлома укладки материала тесно связана с пропускной способностью. Скорость разлома укладки материала с высокой пропускной способностью (270 мАч/г) составляет 14,9%, что дает новую идею для оптимизации конструкции электрода.
II Суперконденсатор: композитный электрод оксида никеля/углеродного нанотрубка
Композитный материал оксида никеля (NIO) и углеродных нанотрубок (CNT) обладает выдающимися производительностью в области хранения энергии. Композитный электрод NIO/CNT, приготовленный методом Sol-Gel и электрохимическим осаждением, имеет определенную емкость до 160F/g, и имеет как двойную емкость, так и характеристики псевдокапатийности. Конкретная емкость NIO одно электрод, обработанная на 250 градусов, достигает 240F/г, что лучше, чем традиционные активированные углеродные материалы, и введение углеродных нанотрубок еще больше снижает импеданс и расширяет окно рабочего потенциала. Наноструктурированные материалы на основе никеля, синтезируемые гидротермальным методом (такими как полые микросферы гидроксида никеля и пористые оксидные стержни никеля) имеют определенную емкость более 1000F/г и превосходную стабильность цикла, которые подходят для новых систем хранения энергии энергии.
Iii. Батарея цинка-никеля: технология электродов высокой плотности.
Как зеленая вторичная батарея, технология никелевого электрода батарей цинка-никеля продолжает улучшаться. Исследования показали, что сферические (OH) (OH) с высокой плотностью электроды должны синтезировать высокое переносное число электронов, чтобы подавить проблемы расширения. Кроме того, нанотехнология оксида цинка (такая как стержня и сферический наноцик) значительно улучшает стабильность цикла цинка с определенной емкостью 630 мАч/г, что, как ожидается, будет способствовать индустриализации батарей цинка-никеля.
IV Реакция эволюции водорода: сплавы на основе никеля и пористую структуру электроды
В области производства водорода с помощью электролиза воды, сплавы на основе никеля (такие как Ni-S, Ni-SN) и пористые никелевые электроды получают электроосаждением, демонстрируя низкую эволюцию водорода и высокую каталитическую активность. Электроды из оксида драгоценных металлов на основе из пена еще больше улучшают площадь поверхности и каталитическую эффективность, обеспечивая новое решение для развития чистой энергии.
V. Frontier Exploration: биметаллические соединения и материалы на основе никеля на основе редкоземелью на основе никеля
Псевдокапакативные свойства биметаллических гидроксидов никель-кобальта, сульфидов и селенидов значительно лучше, чем у монометаллических соединений, и удельная способность и срок службы цикла значительно улучшаются. Редко-земля-магний на основе сплавов водорода (такие как AB₃, тип A₂B₇) стали исследовательским направлением нового поколения материалов отрицательных электродов никеля-гидрогена из-за их высокой пропускной способности и показателей скорости.
Заключение
Диверсифицированная разработка электродных материалов на основе никеля способствует инновациям технологий хранения энергии и преобразования энергии. От высокой стабильности -NI (OH) ₂ до высокопроизводительных композитов NIO/CNT, от оптимизации батареи цинка-никеля до каталитических применений эволюции водорода, эти достижения заложили научную основу для высокой эффективности и зелени новых энергетических устройств. В будущем прогресс регулирования наноструктуры и композитной технологии еще больше раскрывает потенциал материалов на основе никеля и поможет достичь цели «двойного углерода».
