【摘 要】
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固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)是将化学能直接转化成电能的高效绿色能源技术。将SOFC工作温度由1000℃高温降低至500-750℃中温范围是目前该领域的重要研究方向。工作温度的降低有利于减小SOFC的制备和运行成本,提高结构稳定性以及延迟使用寿命,但是同时也能够导致阴极、电解质、阳极和其他元件的性能下降。特别是,由于阴极氧还原反应(oxygen redu
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固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)是将化学能直接转化成电能的高效绿色能源技术。将SOFC工作温度由1000℃高温降低至500-750℃中温范围是目前该领域的重要研究方向。工作温度的降低有利于减小SOFC的制备和运行成本,提高结构稳定性以及延迟使用寿命,但是同时也能够导致阴极、电解质、阳极和其他元件的性能下降。特别是,由于阴极氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)活化能大,导致阴极极化阻抗随温度降低显著增大,从而限制了中温SOF
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非常规超导电性是凝聚态物理的前沿和重要研究方向。准一维铬基超导体K_2Cr_3As_3和准二维铁基超导体KCa_2Fe_4As_4F_2是近年来发现的具有非常规超导电性的新材料。本论文通过低温比热实验研究了K_2Cr_3As_3的超导能隙性质,通过固体核磁共振(NMR)实验研究了12442-型铁基超导体KCa_2Fe_4As_4F_2的超导性质,取得了以下研究成果。我们详细测量了零场和外加不同大小
铁电涡旋畴是铁电极化围绕一个中心连续旋转形成的拓扑结构,可以由序参量环电极矩(toroidal moment)表征。这种拓扑结构伴随着新奇的物理性质,如负电容、手性等,因此有望被用在存储领域,实现高密度存储同时降低能耗。要实现涡旋畴的应用,精确表征和外场操控铁电拓扑畴具有重要意义。然而,铁电涡旋畴的尺寸小到十纳米以下,一般的实验手段无法详细表征,因此涡旋畴的操控研究还很匮乏。原位透射电子显微镜能够
当前,全球能源紧缺和环境污染等问题日益突显,作为清洁能源的光伏发电将成为未来最重要的能源形式之一。光伏电池作为光伏发电的核心元件,其研究和发展近年来得到了极大的重视。其中,以GaAs为代表的Ⅲ-Ⅴ半导体材料由于具备带隙范围广、吸收系数高、转化效率高和温度系数小等优点,在多结和聚光电池领域得到了广泛的研究和应用。在GaAs基光伏电池的研发中,外延层的掺杂对电池性能具有十分复杂的影响作用。本论文将对单
铁电材料具有自发极化的特性,并且在外电场下自发极化可以发生翻转,因此已经被广泛应用于非易失性存储器、驱动器以及传感器等领域,是新型功能材料以及凝聚态物理研究的热点问题之一。铁电/金属性氧化物界面会出现偶极子钉扎效应,即界面附近的金属性氧化物中会出现离子位移,可以和电荷、轨道、自旋等相互作用,形成更丰富的物性。因此,铁电材料与其它材料形成的超晶格可产生与材料单独存在时不同的物性,并可通过改变超晶格的
有机太阳能电池具有柔性、质量轻、可半透明、易于大规模制备等突出特点,是可再生绿色能源的重点研究方向之一。近年来高性能非富勒烯型有机半导体受体材料的出现极大地促进了有机太阳能电池的发展,有机太阳能电池的效率不断提升。除了设计合成新型给受体半导体材料,活性层的三元共混策略由于其能够拓展吸收光谱、调控活性层形貌等优点,被广泛采用制备有机太阳能电池和提高器件的能量转换效率。相比于二元共混有机太阳能电池器件
双离子电池是一种新型的储能器件,其工作机制基于阴、阳离子分别在正、负极的同步电化学存储。阴离子-石墨嵌层化合物是其最常用的正极材料,但是实现阴离子的高效可逆电化学存储并非易事。因为石墨正极一侧参与电荷存储的阴离子实际上都来源于电解液,所以其电化学性能与电解液紧密相关。本论文中选择BF4-阴离子作为电荷载体,探讨了几种代表性碳酸酯基有机电解液体系中石墨正极对它的电化学存储行为,主要揭示了溶剂化和离子
Due to the good neutronics,thermal hydraulics and safety characteristics of lead-based coolants,Lead-based Nuclear Energy Systems(LNESs)have generated great interest in the research field of internati
有机太阳电池(OSCs)具有成本低、质量轻、弱光响应性好、柔性可弯折等诸多优点,在便携式电子设备、光伏建筑一体化和军事供能等领域具有广泛的应用前景,已成为光伏领域的研究热点之一。本论文主要围绕p-型有机共轭聚合物为电子给体和n-型有机小分子为电子受体组成的有机太阳电池(OSCs)中高效电子和空穴传输界面材料的开发和应用,来开展新型界面材料的分子设计、合成及作用机理的系统性研究工作。主要研究内容和成
金属镁是一种非常有潜力的多价态电池负极材料。和目前研究较多的金属锂相比较,金属镁作为电池负极具有诸多的优势,如体积比容量高(3833 mAh cm-3vs.2062mA h cm-3),约为金属锂的两倍;储量丰富,价格便宜(～$2700/吨vs.～$64000/吨)。更为重要的是,镁在电沉积过程中并不容易产生枝晶形貌,无明显的安全隐患。将金属镁与转换电极硫进行匹配,得到的镁硫电池可以达到大于326
超级电容器凭借着高功率密度、可快速充放电、稳定安全和易于维护等优点,成为极具研究价值和应用潜力的储能器件。目前已经商业化的对称超级电容器基于碳材料为主的双电层型电极,其能量密度与锂离子电池等二次电池相比仍然存在着较大的差距。此外,各种赝电容型材料尽管突破了静电电容存储的限制,但以块体材料为主的结构设计致使其充放电稳定性方面的表现难以达到商业化标准。超级电容器单元的容量性能很大程度上依赖于构成电极材