掺杂型石墨烯量子点的可控制备及其在全钒液流电池中的应用

项目名称： 掺杂型石墨烯量子点的可控制备及其在全钒液流电池中的应用

项目编号： No.51402100

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 王双印

作者单位： 湖南大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 全钒液流电池（VRBs）是一种新型的清洁能源存储装置，具有功率大、寿命长和支持大电流充放电等优势。VRBs的核心组成元件包括电极、离子交换膜和电解液。常规的VRBs所使用的电极材料是由碳纤维构成的石墨毡，但石墨毡具有比表面积小、电催化活性低的弱点；针对该问题，本项目将设计石墨毡负载的多孔石墨烯量子点电极，使其具有较高的比表面积，增大其活性位点；同时通过对石墨烯量子点的可控功能化与掺杂可进一步提高其催化性能。本项目将系统研究杂原子掺杂对其催化活性的影响机制。另一方面，目前常用的VRBs用离子交换膜是商业化的Nafion膜，但Nafion膜具有较高的钒离子渗透性，极大地影响了电池的性能，本项目将制备磺化石墨烯量子点对Nafion膜进行改性，降低其钒离子渗透性的同时，增强其质子电导率。通过对电极材料和离子交换膜的材料设计，提高VRBs的整体性能，包括电池容量、电池效率和循环寿命。

中文关键词： 液流电池；掺杂；电极；石墨烯；等离子体

英文摘要： All-vanadium redox flow batteries (VRBs) are novel devices for electrochemical energy storage with high power density, long durability and capability of high current charge/discharge. The main components of VRBs are electrode, ion-exchange mebrane and ele

英文关键词： redox flow battery；doping；electrode；graphene；plasma