氫氧化鎂在新能源領(lǐng)域的前沿應(yīng)用
氫氧化鎂在新能源領(lǐng)域的前沿應(yīng)用
超級(jí)電容器電極材料
原理及優(yōu)勢(shì):氫氧化鎂具有層狀結(jié)構(gòu),層間存在大量的活性位點(diǎn),能夠存儲(chǔ)大量的電荷。在超級(jí)電容器中,它可以作為贗電容電極材料,通過表面吸附和內(nèi)部的離子擴(kuò)散來存儲(chǔ)能量,具有較高的比電容和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
前沿研究案例:研究人員通過水熱合成法制備了氫氧化鎂/還原氧化石墨烯(rGO)復(fù)合材料用于超級(jí)電容器電極。這種復(fù)合材料結(jié)合了氫氧化鎂的高比電容特性和還原氧化石墨烯的高導(dǎo)電性。在測(cè)試中,該復(fù)合材料電極在6 M KOH電解液中,電流密度為1 A/g時(shí),比電容可達(dá)320 F/g,且在經(jīng)過1000次充放電循環(huán)后,電容保持率仍在85%以上。
鎳氫電池正極材料改性劑
原理及優(yōu)勢(shì):在鎳氫電池中,添加氫氧化鎂可以改善正極材料的性能。它能夠提高正極材料的充放電效率、增加電池的容量和循環(huán)壽命。
前沿研究案例:有實(shí)驗(yàn)將適量的氫氧化鎂摻雜到鎳氫電池常用的正極材料氫氧化鎳(Ni(OH)?)中。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)氫氧化鎂的摻雜量為10%時(shí),正極材料的可逆放電容量提高了約15%,并且電池在高倍率充放電情況下的性能衰減明顯減緩。這是因?yàn)闅溲趸V的摻雜優(yōu)化了正極材料的晶體結(jié)構(gòu),使其在充放電過程中的質(zhì)子擴(kuò)散更加順暢。
燃料電池隔膜材料
原理及優(yōu)勢(shì):在燃料電池中,隔膜的主要作用是分隔陰陽極的燃料和氧化劑,同時(shí)傳導(dǎo)特定的離子。氫氧化鎂具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和一定的離子傳導(dǎo)能力,可作為隔膜材料或隔膜添加劑來改善隔膜的性能。
前沿研究案例:科研人員將氫氧化鎂顆粒均勻地分散在聚合物隔膜基質(zhì)中,制成復(fù)合隔膜用于質(zhì)子交換膜燃料電池。這種復(fù)合隔膜利用氫氧化鎂的親水性和離子傳導(dǎo)性,提高了隔膜對(duì)質(zhì)子的選擇性透過能力,減少了燃料和氧化劑的交叉滲透現(xiàn)象。在電池測(cè)試中,使用這種復(fù)合隔膜的燃料電池在性能和穩(wěn)定性方面都表現(xiàn)出比傳統(tǒng)隔膜更好的效果。
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