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纳米复合材料的研制及其光电、阻隔、电化学性能研究

小太阳网登录:2011-08-10      来源:      阅读次数:

 

 1.探索制备具有优异力学和电学性能的碳纳米管/聚合物纳米复合材料;探讨石墨烯在聚合物基体中均匀分散的途径和手段,制备性能优异的石墨烯/聚合物纳米复合材料。研究石墨烯对小分子气体和溶剂的阻隔行为及其阻隔机理,探讨石墨烯的表面性质、用量、界面强度以及成形加工方法等各种因素对阻隔性能的影响,具体研究石墨烯复合材料H2O,O2,乙醇等极性溶剂以及甲苯、二甲苯和汽油等非极性溶剂的阻隔性能。

 

纳米复合材料的研制及其光电、阻隔性能研究

 

纳米复合材料的研制及其光电、阻隔性能研究



2.锂离子电池广泛应用于各种移动设备、电动汽车的主要电源。在国家发展新型能源材料、低碳能源开发的产业规划下,本课题组以锂离子电池新型电极材料为研究方向,研究多种体系的电极纳米复合材料,例如碳基锂离子电池负极材料、多元金属氧化物锂离子电池负极材料、高电压(5V)、高容量锂离子电池正极材料等。



      

碳基锂离子电池负极材料           多元金属氧化物锂离子电池负极材料

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高电压(5V)、高容量锂离子电池正极材料




3.锂硫电池具有极高的理论能量密度(1675 mAh g-1),是有着极大的应用前景的化学电源。但是其硫正极的低导电性和穿梭效应,导致了电池活性物质的损失、电池稳定性不强,限制了其实际的应用。本课题组通过各种策略手段,例如碳材料复合、纳米结构包覆、制备金属多硫化物正极材料、化学吸附、催化转换等,以实现提高锂硫电池稳定性的目的。


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锂硫电池结构示意图




4.太阳能作为未来最具潜力的绿色能源,解决能源危机的最优选择,而太阳能电池是将光能转化为直接使用能源的最佳途径。钙钛矿太阳能电池(PSCs具有高效率稳定性良好低消耗三个优点,而这也是太阳能电池最重要标准。本课题组着眼于稳定高效低耗PSCs的研究,探寻制备方法最简、应用环境最普适工艺简单可行的太阳能电池制备方法以物理化学常识理论为依据,完善可控度高的PSCs制备工艺,丰富PSCs的理论基础,以期达到商业化太阳能电池的标准。


钙钛矿太阳能电池结构示意图及工作原理


5.本课题组结合国际燃料电池的发展态势和国家战略需求,以具有优异导电特性的二维纳米材料石墨烯作为碳基材料,研制低价的低铂或非铂/石墨烯纳米复合材料作电极催化剂,开发低成本、高效、高活性的直接甲醇燃料电池关键电极材料,以实现直接甲醇燃料电池的实用化和产业化。


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