新型三维炭基钒电池电极催化剂层的性能与催化机制的研究

项目名称： 新型三维炭基钒电池电极催化剂层的性能与催化机制的研究

项目编号： No.51402343

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： 李文跃

作者单位： 中国科学院深圳先进技术研究院

项目金额： 25万元

中文摘要： 作为关键组件，电极材料的性能制约着钒电池在清洁能源存储及电网调峰等领域的大规模应用。为了提高电极材料的电化学活性，降低反应活化能，本项目拟采用化学气相沉积的方法，在电极基体（炭毡）的表面原位生长具有三维结构的高活性纳米碳催化剂层。相对于传统的钒电池电极及催化剂材料，本复合电极的特点为：电极的宏观结构及微结构都具有高可控性；催化层为阵列型纳米碳管或垂直生长的石墨烯纳米墙，避免了纳米材料的团聚现象；利用碳管及石墨烯的各向异性，为电极反应过程中的电子转移提供高速通道。通过详细研究这两种具有代表性的高效纳米炭基催化剂，不仅可以阐明该类材料微结构、表面缺陷及官能团对电极反应过程的影响规律，确定关键因素，而且可以明确相应的电极催化过程并构建具有普适性的催化模型。最终，结合三维复合电极材料对钒电池综合性能的影响规律，建立一套完整的钒电池电极催化材料的性能评价机制。

中文关键词： 全钒液流电池；电极；石墨烯纳米墙；三维；电化学活性

英文摘要： Due to the critical role playing by the electrode in all vanadium redox flow battery (VRFB), the battery performance in clean energy storage and power grid peak shaving applications are significantly determined by the electrode properties. For the purpose

英文关键词： vanadium redox flow battery；electrode；graphene nanowall；three dimensional；electrochemical activity