王健
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宰学荣
,
刘建敏
,
柴方刚
,
庄晓培
,
付玉彬
材料开发与应用
以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为掺杂剂,氯化高铁为氧化剂,采用化学氧化法制备了聚吡咯/多壁碳纳米管(PPy/MWCNTs)复合材料,并以该复合材料制备海底微生物燃料电池的阳极,并测试了改性阳极及电池的电化学性能.研究表明,聚吡咯紧密包裹在MWCNTs表面,改性阳极最大交换电流密度0.66 mA/cm2,是未改性的3.6倍.改性电池的最大功率密度为408.8 mW/m2,是未改性电池的5倍多.改性电极的电容是赝电容和双电层电容协同作用的结果,显著提高了电子传递效率和抗极化性能.提出了一种阳极/生物膜界面电子传递的新机理.
关键词:
海底微生物燃料电池
,
聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料
,
改性阳极
,
电化学性能
,
功率密度
刘建敏
,
卢志凯
,
宰学荣
,
付玉彬
材料开发与应用
环境温度对海泥发电(海底微生物燃料电池)具有重要影响.本文进行了4℃环境与常规室温环境(25℃)电池性能对比试验,结果表明:4℃环境下电池阳极启动时间明显慢于室温(25℃),阴极启动几乎无影响.4℃条件电池内阻(l005 Ω)高于室温条件(703 Ω),室温电池最大输出功率密度比4℃环境升高10mW/m2,电流密度增加46.6 mA/m2.低温环境(4℃)可导致微生物活性降低,物质扩散速度变慢,进而导致其电池性能低于室温环境.此实验对实海环境下海底微生物燃料电池设计提供了指导,具有实际意义.
关键词:
海底微生物燃料电池
,
温度影响
,
电池内阻
,
功率密度
赵仲凯
,
付玉彬
,
宰学荣
,
徐谦
,
李魁忠
,
刘佳
材料开发与应用
doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2011.04.008
制备了一种樟脑磺酸掺杂聚苯胺(PANI-(D-CSA))新型复合阳极,研究了其最佳配比,并在海底微生物燃料电池(BMFC)中测定其电化学性能.采用XRD衍射、热失重对聚苯胺阳极材料进行了表征.结构分析表明,PANI-(D-CSA)为部分结晶,热稳定性较好.性能测试表明,PANI-(D-CSA)质量分数为50%时复合阳极具有最小的内阻,最低的阳极极化曲线斜率,同时电池的输出功率密度显著提高,最大输出功率密度达到233.9 mW/m2,是BMFC-石墨阳极的3.7倍.这种新型复合阳极有望应用在BMFC中以得到较高的输出功率密度.
关键词:
樟脑磺酸掺杂聚苯胺
,
复合阳极
,
电化学性能
,
海底微生物燃料电池
宰学荣
材料保护
doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2004.01.015
为了寻找出草酸氧化工艺和扩孔工艺对制备的氧化铝模板孔径大小的影响规律,本文采用高倍扫描电镜观察定量研究了纯铝草酸阳极氧化几种氧化工艺参数对制备的氧化铝模板纳米孔径大小的影响,并对氧化铝模板的扩孔工艺进行了研究.结果表明,随着草酸浓度、氧化电压、氧化温度的升高和氧化时间的延长,制备的氧化铝模板的孔径也随着增加;在扩孔溶液浓度、温度保持一定时,随着浸泡时间的延长,氧化铝模板的孔径会逐渐增大.本研究结果为模板合成有序纳米阵列结构提供了参考.
关键词:
阳极氧化
,
氧化铝模板
,
孔径
宰学荣
腐蚀与防护
doi:10.3969/j.issn.1005-748X.2002.05.015
研究了一种具有高结合强度、又具有高分散性的光亮酸性镀铜工艺.经试验和生产证明,选择特殊的除油剂,采用特定的除油和活化工艺,可大大提高镀层与基体的结合强度;另外,对镀铜溶液也进行了研究,采用霍尔槽法测试比较了该镀液和高分散能力的焦磷酸铜镀液的分散能力,确认这两种镀液分散能力相当,但该工艺优于焦磷酸铜工艺,重要的是采用此工艺提高了电流密度范围,大大缩短了电镀时间.
关键词:
镀铜
,
结合强度
,
分散能力
田雨华
,
宰学荣
,
宰敬喆
,
刘昂
,
付玉彬
材料开发与应用
利用粘胶基碳纤维材料制备新型海洋电极,并测试其电化学性能和电场响应性能.结果表明,粘胶基碳纤维比表面积约为550 m2/g,其表面有深浅不一的沟槽,与海水接触角为148°;循环伏安曲线表明其有较好的双电层电容性能,塔菲尔测试得出其交换电流密度为23.7A/m2;电极对的极差稳定漂移约为0.4 mV/24h(电极浸泡24 h后),对频率为0.01 Hz、振幅为10mVpp的电场信号能做出良好响应,在1 Hz频点处的自噪声为6.75 nV/(√)Hz@1 Hz.
关键词:
粘胶基碳纤维
,
海洋电极
,
电化学性能
,
电场响应
,
自噪声
柳昭慧
,
宰学荣
,
周长阳
,
陈伟
,
英明
,
付玉彬
材料开发与应用
以天然海泥(BMFC-o)、添加尿素的海泥(BMFC-1)和添加乳酸的海泥(BMFC-2)构建海底沉积物微生物燃料电池(BMFCs),研究外源添加营养物质对BMFCs电池性能及电极电化学性能的影响.结果表明,尿素和乳酸这两种营养物质明显影响海泥中微生物的数量和电化学性能;计数结果表明,BMFC-2中的细菌数量最多,约为1.08×1011 cfu/m2,分别是BMFC-1和BMFC-0的2.97倍和13.5倍.Tafel测试结果表明,BMFC-2阳极生物膜电化学活性高于BMFC-1和BMFC-0;BMFC-1和BMFC-2的阳极电子交换动力学活性分别是BMFC-0的1.30倍和1.63倍.通路状态下,BMFC-2的输出电压最大(约520 mV),BMFC-0的输出电压最低(约175 mV);BM-FC-2的最大输出功率密度为96.57 mW·m-2,分别是BMFC-0(10.94 mW·m-2)和BMFC-1 (51.57 mW·m-2)的8.83倍和1.87倍.根据外源营养物质对阳极表面生物膜电容特性影响的分析,提出了外源营养物提高电池性能的模型,阴极表面细菌数量增多,代谢产生的电子数量增加,生物膜增厚,生物模电容和双电层电容增大.
关键词:
海底沉积物
,
微生物燃料电池
,
外源营养物
,
尿素
,
乳酸
,
电化学性能
