镁空气电池材料研究进展 .ppt

标题文字内容 Click here to add Title 模板来自于 / * 镁空气电池材料研究进展 目录 / contents 1 镁空气电池简介 2 3 镁空气电池的发展方向 镁空气电池的研究及应用现状 Part 1 镁空气电池简介  表一 几种电池的电压和能量密度对比 Table1 Volatge and energe density comparison of selected batteries 金属空气电池 金属空气电池是一类特殊的燃料电池，它是以金属为燃料，与空气中的氧气发生氧化还原反应产生电能。具有能量密度高、安全、污染小等特点。主要包括锂空气电池、镁空气电池、铝空气电池、锌空气电池等。 镁空气电池工作原理 水体系： 阳极： Mg-2e- =Mg2+ 阴极： O2+2H2O+4e- =4OH- 总反应： 2Mg+H2O+O2=2Mg(OH)2 非水体系： 阳极： Mg-2e- =Mg2+ 阴极 ： O2+2e- =O22- 或O2+4e-=2O2- 总反应： Mg+O2=MgO2 或2Mg+O2=2MgO 图一 镁空气电池的典型结构和工作原理 Fig.1 Typical structure and working principle of Mg-air battery 镁空气电池的优点 储量丰富、价格便宜 清洁、安全 压降小、放电电压稳定 理论电压和能量密度高 Part 2 镁空气电池研究及应用现状 一、镁阳极 镁合金化 将镁与其它金属如Al，Mn，Zn等形成合金，减少镁阳极的腐蚀，提升电池的性能 提升镁自身的性能 ?纯度 — 高纯度镁（99.99%）作为阳极可以比某 些合金的腐蚀率更低 ?形态 微/纳米结构 增大比表面积，加速反应 加速Mg(OH)2沉淀 表二 镁阳极的分类 Table2 Types of Mg anode for Mg-air batteries 二、电解液 镁空气电池的高极化和低库伦效率不仅与电极有关也与电解液密切相关，因此选择一种合适的电解液也是至关重要的。 关于电解液的研究主要有以下几个方面：电解质溶液的PH，溶液中阴离子的种类，溶液浓度等。 三、空气电极 镁空气电池的性能与空 气电极密切相关。典型 的空气电极有四层组成：疏水 层，气体扩散层，催化层和电流收集层。 现在关于空气电极的研究主要围绕气体的有效扩散以及合适的高效催化剂等。 中性水溶液中可能的氧还原路径为： O2+2H2O+4e-=4OH- ? O2+H2O+2e-=HO2-+OH- ? HO2-+H2O+2e-=3OH- ? 2HO2-=2OH-+O2 ? 副反应的发生减缓了氧还原过程，因此需要有一种高效的催化剂，提高反应活性，加快反应速度。 类型 催化剂 性能 贵金属 Pt,Pt-alloys,