一种氮、氧双掺杂的多孔碳负载石墨毡电极的制备方法和应用技术

本发明专利技术属于电极材料技术领域，特别涉及一种氮、氧双掺杂的多孔碳负载石墨毡电极的制备方法和应用。本发明专利技术通过电化学沉积策略结合热解法，成功合成了一种氮、氧双掺杂的MOF衍生多孔电极。该方法能够将ZIF‑8衍生的碳均匀负载在石墨毡上，从而提升电极的比表面积，并通过氮和氧功能团的掺杂，显著增强了电极在V<supgt;3+</supgt;/V<supgt;2+</supgt;和VO<supgt;2+</supgt;/VO<subgt;2</subgt;<supgt;+</supgt;反应中的电化学活性。以ZIF‑8‑C‑GF为正负电极组装的VRFB，在100 mA cm<supgt;‑2</supgt;的电流密度下，能实现超过85.77%的高能量效率，并且具有500循环的良好长期稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电极材料，特别涉及一种氮、氧双掺杂的多孔碳负载石墨毡电极的制备方法和应用。

技术介绍

1、近年来，太阳能和风能等可再生能源的发电量呈现出指数级的增长。然而，这些波动性和间歇性的可再生能源与电网需求之间的不匹配，导致了大量能源的浪费。为了解决这一问题，大规模能源存储技术成为了一种具有吸引力的解决方案。其中，氧化还原液流电池（rfb）因其能够将能量存储与功率输出分离的独特优势，在各种应用场景中表现出巨大的发展潜力。尤其是，全钒氧化还原液流电池（vrfb）作为rfb技术的代表，凭借其长寿命、高安全性和设计灵活，成为了广受青睐的选择。然而，其高昂的初始投资成本限制了在能源市场的广泛应用。降低成本的有效途径是提高vrfb的工作电流密度，同时维持较高的能量效率（ee），从而减少系统堆栈的体积并优化经济性。

2、在vrfb中，氧化还原反应主要发生在电极与电解液的界面处。因此，电极纤维的表面物理结构和电化学特性对电池的性能起着至关重要的作用。具体而言，纤维表面的物理结构影响电子、离子和物质的传输，而电化学性能直接影响氧化还原反应的速率，这些因素共本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氮、氧双掺杂的多孔碳负载石墨毡电极的制备方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的氮、氧双掺杂的多孔碳负载石墨毡电极的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，2-甲基咪唑与Zn2+的摩尔比为2:1。

3.根据权利要求1所述的氮、氧双掺杂的多孔碳负载石墨毡电极的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，电沉积处理的条件为在室温下以5 mA电沉积40分钟。

4.根据权利要求1所述的氮、氧双掺杂的多孔碳负载石墨毡电极的制备方法，其特征在于：在步骤S3中，高温煅烧碳化处理的工艺操作具体如下：将S2合成的ZIF-8@GF在100 mLmin-1氩气流下以5 °...

【技术特征摘要】

1.一种氮、氧双掺杂的多孔碳负载石墨毡电极的制备方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的氮、氧双掺杂的多孔碳负载石墨毡电极的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，2-甲基咪唑与zn2+的摩尔比为2:1。

3.根据权利要求1所述的氮、氧双掺杂的多孔碳负载石墨毡电极的制备方法，其特征在于：在步骤s2中，电沉积处理的条件为在室温下以5 ma电沉积40分钟。

4.根据权利要求1所述的氮、氧双掺杂的多孔碳负载石墨毡电极的制备方法，其特征在于：在步骤s3中，高温煅烧碳化处理的工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建荣，安昊天，王柯成，崔学通，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：