造定向石墨烯气凝 (DGA) 的结构形成和毛孔控制
Mian U Saeed1, Yu-Kai Weng1, Mohammad Bahzad1
1Department of Mechanical, Aerospace and Biomedical Engineering, University of Tennessee, Knoxville 37996, Tennessee, United States.
ACS applied materials & interfaces
|December 20, 2023
概括
定向石墨烯气凝通过创造有效的离子和电解质运输途径来改善有机氧化还原流电池. 在冷造过程中控制冰晶的生长是优化这些气凝以提高电池性能的关键.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 有机氧化还原流电池 (ORFB) 面临着离子和质量运输方面的挑战.
- 定向石墨烯气凝 (DGA) 由于其独特的多孔结构,提供了一个潜在的解决方案.
- 优化DGA需要了解影响其微观结构的因素.
研究的目的:
- 研究用于提高有机氧化还原流电池 (ORFB) 性能的定向石墨烯气凝 (DGA) 的合成.
- 探索结造参数与产生的DGA微观结构之间的关系.
- 确定控制DGA中孔径大小和方向性的机制.
主要方法:
- 石墨烯氧化物 (GO) 悬浮物的冷造.
- 系统变化结温度,GO负载,和船面比 (D/H).
- DGA微观结构的特征,包括毛孔大小和方向性.
主要成果:
- 孔径尺寸从120微米减少到20微米,因为结温度从-20°C降至-115°C.
- 较高的GO负载 (2-10 mg/mL) 导致孔隙尺寸减少,方向性不太明确.
- 增加的D/H比率减少了孔隙方向性,这是由于结期间的对流循环造成的.
结论:
- 结造的参数对DGA微观结构和质量传输特性具有关键影响.
- 控制的冰晶生长对于在DGA中实现高度定向的微观结构至关重要.
- 优化的DGA有望缓解ORFB中的运输限制.
