作者单位
摘要
1 西安交通大学,电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安 710049
2 北京怀柔实验室,北京 101400
3 中国科学院上海硅酸盐研究所,上海 201899
质子导体型可逆固体氧化物电池(P-RSOCs)具有质子传导活化能低、工作温度低和燃料灵活的特点,鉴于其在化学能和电能转化方面的效率与成本优势,被认为是一种极具发展潜力的能量转化和存储装置。本综述总结了P-RSOCs的研究进展,重点介绍了近5年的突破性工作,对电解质和电极的材料体系及制备技术进行了梳理与讨论,分析了P-RSOCs的应用前景和未来研究方向。钙钛矿氧化物多样化的组成与改性方式使其成为P-RSOCs的关键材料,多燃料特性、电解质与电极的界面性能和电池长期稳定性是当前面临的关键挑战。
质子导体型可逆固体氧化物电池 电解质材料 电极材料 钙钛矿氧化物 proton-conducting reversible solid oxide cells electrolyte materials electrode materials perovskite-based oxides 
硅酸盐学报
2023, 51(10): 2700
Author Affiliations
Abstract
1 School of Environmental and Chemical Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China
2 Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed), Department of Chemistry and Food Chemistry, Technische Universität Dresden, Dresden 01062, Germany
3 Department of Chemical Engineering, Hebei Petroleum University of Technology, Chengde 067000, China
4 Institute for Carbon Neutralization, College of Chemistry and Materials Engineering, Wenzhou University, Wenzhou 325035, China
5 College of Science/Key Laboratory of Ecophysics and Department of Physics, Shihezi University, Shihezi 832003, China
Potassium-ion batteries (PIBs) have been considered as promising candidates in the post-lithium-ion battery era. Till now, a large number of materials have been used as electrode materials for PIBs, among which vanadium oxides exhibit great potentiality. Vanadium oxides can provide multiple electron transfers during electrochemical reactions because vanadium possesses a variety of oxidation states. Meanwhile, their relatively low cost and superior material, structural, and physicochemical properties endow them with strong competitiveness. Although some inspiring research results have been achieved, many issues and challenges remain to be further addressed. Herein, we systematically summarize the research progress of vanadium oxides for PIBs. Then, feasible improvement strategies for the material properties and electrochemical performance are introduced. Finally, the existing challenges and perspectives are discussed with a view to promoting the development of vanadium oxides and accelerating their practical applications.Potassium-ion batteries (PIBs) have been considered as promising candidates in the post-lithium-ion battery era. Till now, a large number of materials have been used as electrode materials for PIBs, among which vanadium oxides exhibit great potentiality. Vanadium oxides can provide multiple electron transfers during electrochemical reactions because vanadium possesses a variety of oxidation states. Meanwhile, their relatively low cost and superior material, structural, and physicochemical properties endow them with strong competitiveness. Although some inspiring research results have been achieved, many issues and challenges remain to be further addressed. Herein, we systematically summarize the research progress of vanadium oxides for PIBs. Then, feasible improvement strategies for the material properties and electrochemical performance are introduced. Finally, the existing challenges and perspectives are discussed with a view to promoting the development of vanadium oxides and accelerating their practical applications.
potassium-ion batteries vanadium oxides electrode materials electrochemical performance improvement strategies 
Journal of Semiconductors
2023, 44(4): 041701
作者单位
摘要
长安大学材料科学与工程学院, 西安 710061
高熵氧化物是一种由高构型熵稳定的新型材料, 有望具有独特的电化学性能。采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了(Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)O纳米粉体并研究了其超级电容性能。结果表明: 单相(Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)O纳米粉体的制备温度随着丙烯酰胺/金属阳离子摩尔比的增加而降低。当丙烯酰胺/金属阳离子摩尔比为120:1时, 在900 ℃煅烧2 h所制备的岩盐相高熵纳米粉体呈现出球形形态, 粒径为40~65 nm。该高熵纳米粉体在1 A/g的电流密度下具有402 F/g的比电容; 当电流密度增大到20 A/g时, 仍然能保持62%的初始比电容; 在电流密度为5 A/g时, 经过2 000次充放电循环后, 电容保持率为61%, 该研究表明高熵(Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)O纳米粉体在超级电容器电极材料领域具有良好的应用前景。Its Electrochemical Properties As Supercapacitor Electrode
高熵氧化物 丙烯酰胺 超级电容器 电化学性能 电极材料 high-entropy oxides acrylamide supercapacitors electrochemical properties electrode materials 
硅酸盐学报
2023, 51(1): 124
作者单位
摘要
中国科学院电工研究所,北京 100190
利用电化学法制备了大尺寸有序结构的AgO电极材料,对样品的晶体结构、物相组成、微观结构、形成机理以及放电性能进行了研究。结果表明:制备的AgO材料具有较强的(002)取向,无其他杂相存在。在电场力和气体析出的共同作用下,AgO材料通过自组装定向排列形成有序柱状结构,柱直径为1~3 μm,这种结构有利于电解质溶液在电极中的扩散,降低极化效应,使得大尺寸AgO电极的放电性能大幅度提高。AgO电极在770 mA/cm2的放电电流密度下,放电截止电压1.5 V时的平均电压为1.67 V,电化学利用率为75.6%,提高了大倍率放电性能和利用率。实现大尺寸AgO电极材料小批量制备,能够满足工业化生产和应用。
氧化银 电极材料 有序结构 大倍率放电 silver oxide electrode materials ordered structure high-rate discharge 
硅酸盐学报
2022, 50(8): 2157
作者单位
摘要
固态氧化物电解池(SOECs)因较高的能量转化效率在电化学还原CO2, 实现“碳中和”社会方面备受关注。与非对称电池结构相比, 对称SOECs的空气极和燃料极是相同或相近的材料, 可以减少界面种类, 改善电极与电解质的热膨胀匹配性, 简化电池的制备工艺。本研究合成了钙钛矿氧化物LaxSr2-xFe1.5Ni0.1Mo0.4O6-δ (LxSFNM, x=0.1、0.2、0.3、0.4), 作为固体氧化物电解池的对称电极用于评估纯CO2的电化学还原性能。掺入La3+可以有效提高反应催化活性, 其中L0.3SFNM为电极的电解池表现出最高的电化学性能, 800 ℃下, 在空气中的极化电阻为0.07 Ω?cm2, 在50% CO-50% CO2中的极化电阻为0.62 Ω?cm2。单电池L0.3SFNM@LSGM|LSGM|L0.3SFNM@LSGM在800 ℃和1.5 V电压下的电解电流密度为1.17 A?cm-2, 在初始的50 h CO2短期电解测试中表现出优异的稳定性, 是一种理想的对称电极材料。
对称固体氧化物电解池 钙钛矿结构 电极材料 symmetrical solid oxide electrolysis cells perovskite electrode materials 
无机材料学报
2021, 36(12): 1323
作者单位
摘要
1 湘潭大学 材料科学与工程学院,湖南 湘潭 411105
2 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室,西安 711024
气体火花开关是脉冲功率装置中最常用的关键器件。电极烧蚀作为脉冲功率开关中的难点问题,会引起开关自击穿电压降低、触发抖动增大及开关寿命降低,已成为制约气体开关发展和应用的一个瓶颈。本文回顾梳理了国内外学者针对电极烧蚀问题进行的一系列研究,从电极烧蚀理论和实验研究成果两个方面,介绍了电极烧蚀的基本机制及仿真模型,归纳了影响开关电极烧蚀的因素以及电极耐烧蚀材料的研究进展,最后讨论了电极烧蚀研究面临的问题以及优化电极材料抗烧蚀性能的方向。
气体火花开关 电极烧蚀 烧蚀机制 烧蚀模型 电极材料 gas spark switch electrode erosion erosion mechanism erosion model electrode materials 
强激光与粒子束
2020, 32(10): 105001
作者单位
摘要
1 中南大学 材料科学与工程学院, 长沙 410083
2 广东省半导体产业技术研究院, 广州 510650
3 中南大学 粉末冶金国家重点实验室, 长沙 410083
研究了p型GaN上Pd/NiO/Al/Ni反射电极欧姆接触的比接触电阻率、热稳定性, 以及光学反射率。与传统Pd/Al/Ni电极相比, Pd/NiO/Al/Ni电极的欧姆接触在氮气环境中经300℃下热处理10min后, 仍保持低比接触电阻率(小于5×10-4Ω·cm2)和高反射率(大于80%@365nm)。研究获得的优化Pd/NiO层厚度为1nm/2nm, 此时的Pd/NiO/Al/Ni反射电极既能形成良好的欧姆接触, 拥有低比接触电阻率, 又能减少对紫外光的吸收, 保持高反射率。研究表明适当的NiO层厚度能够有效地防止热处理过程中上层Al金属向p-GaN表面层的渗入, 对于制备高质量的Al基反射电极至关重要。
电极材料 欧姆接触 热稳定性 倒装紫外LED芯片 GaN GaN electrode materials ohmic contact thermal stability flip-chip ultraviolet light-emitting diodes 
半导体光电
2020, 41(2): 242
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳 621900
采用Mo,WCu和W分别作为三种气体火花开关的主电极材料,进行放电条件下电极烧蚀实验,研究开关电极烧蚀率和烧蚀形貌,分析电极烧蚀特征。结果表明,Mo,WCu和W开关的主电极烧蚀率分别为3.32×10-2 C-1·m-2, 2.63×10-2 C-1·m-2和1.74×10-2 C-1·m-2,W开关主电极烧蚀率最小。实验后开关的主电极中心烧蚀严重,呈现明显裂纹和烧蚀坑。Mo主电极表面呈现明显熔融态,阴极表面形成大量裂纹(宽度达10 μm)和孔隙(孔径达10 μm);WCu和W主电极表面形成少量圆球状W突起(粒径达20 μm及以上)。开关外壳内壁沉积了喷溅颗粒。WCu开关外壳沉积颗粒较大(粒径达10 μm),Mo开关外壳沉积颗粒居中(粒径为2 μm),W开关外壳沉积颗粒最小(近1 μm)。因此可优先选用具有优异抗烧蚀性能的W作为气体火花开关电极材料。
气体火花开关 电极材料 电极烧蚀 烧蚀率 微观形貌 能谱元素分析 gas spark gap electrode materials electrode erosion erosion rate micrograph EDX elemental analysis 
强激光与粒子束
2014, 26(1): 015003
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳 621900
归纳了影响开关电极烧蚀量的因素,包括开关电极材料、放电条件等,分析了开关电极烧蚀特征与烧蚀后表面形貌,总结了开关电极烧蚀的主要机制——电极加热和电极材料去除机制。为了延长开关工作寿命,提出了减少开关电极烧蚀的措施,包括选用抗烧蚀性能优异的材料作为开关电极材料、采用合适的开关电极结构和优化的放电条件等。
电极烧蚀 放电条件 电极材料 抗烧蚀性能 烧蚀形貌 electrode erosion discharge condition electrode materials antierosion performance erosion morphology 
强激光与粒子束
2013, 25(9): 2181

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