炭气凝胶作为PEMFC电催化剂载体的研究进展

碳气凝胶新材料
碳气凝胶，作为一种新型材料，近年来备受瞩目。

它具有轻质、高强度、良好的热稳定性和化学稳定性等优点，被广泛应用于能源存储、吸附材料、催化剂载体等领域。

碳气凝胶的制备过程首先需要选择合适的前驱体，常用的有有机聚合物和无机盐。

然后，通过溶胶-凝胶法或熔融胶凝法将前驱体转化为凝胶。

最后，通过高温炭化或气化处理，除去凝胶中的有机成分，得到碳气凝胶。

碳气凝胶的微孔结构决定了它的吸附性能。

由于其高比表面积和丰富的孔隙结构，碳气凝胶能够吸附大量气体和液体分子。

这使得碳气凝胶在环境治理和能源存储方面具有潜在的应用价值。

例如，碳气凝胶可以作为催化剂载体，在化学反应中发挥重要作用。

它还可以用于吸附有毒气体和重金属离子，净化环境。

此外，碳气凝胶还可用于超级电容器和锂离子电池等能源存储领域，以提高能量密度和循环寿命。

除了上述应用，碳气凝胶还具有其他潜在的应用价值。

例如，在生物医药领域，碳气凝胶可以作为药物载体，用于控释药物，提高药物的效果。

在催化剂领域，碳气凝胶可以通过调控其孔结构和表面性质，提高催化剂的选择性和活性。

在能源领域，碳气凝胶可以用于太阳能电池和燃料电池，提高能源转化效率。

碳气凝胶作为一种新型材料，具有广泛的应用前景。

它的独特性能使其在环境治理、能源存储、催化剂等领域发挥重要作用。

随着科学技术的不断进步，碳气凝胶的制备工艺和应用方法也将不断完善，为人类带来更多的福祉。

炭气凝胶催化剂载体催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质，广泛应用于化工、能源、环保等领域。

而催化剂载体则是催化剂的重要组成部分，它能够提供催化剂的高比表面积和良好的稳定性。

炭气凝胶作为一种特殊的催化剂载体，在催化剂领域具有独特的优势和应用前景。

炭气凝胶是一种由纳米级的炭素颗粒通过特殊的制备工艺制成的多孔材料。

它具有极高的比表面积和孔隙体积，能够提供丰富的活性位点，从而增强催化剂的活性。

同时，炭气凝胶还具有优异的化学稳定性和热稳定性，能够在高温和强酸碱条件下保持较好的催化性能。

因此，将炭气凝胶作为催化剂载体，可以有效地提高催化剂的利用效率和稳定性。

炭气凝胶催化剂载体的应用领域非常广泛。

首先，在催化剂的制备中，炭气凝胶可以作为载体来固定催化剂活性组分，提高催化剂的负载量和分散度，从而提高催化剂的活性和选择性。

例如，在有机合成领域，炭气凝胶可以作为催化剂载体来固定金属催化剂，实现高效的催化合成反应。

其次，在环境保护领域，炭气凝胶催化剂载体可以用于废水处理、废气净化等方面。

炭气凝胶具有良好的吸附性能和催化性能，能够有效地去除废水中的有机物和重金属离子，同时还能够将废气中的有害物质转化为无害物质。

此外，炭气凝胶催化剂载体还可以应用于能源领域，如燃料电池、储能材料等方面，提高能源转化效率和储能效果。

炭气凝胶催化剂载体的优势不仅在于其高比表面积和良好的稳定性，还在于其可调控的孔隙结构和化学成分。

通过调节炭气凝胶的制备工艺和配方，可以得到具有不同孔径和孔容的炭气凝胶催化剂载体，从而实现对催化剂活性位点的精确控制。

此外，炭气凝胶还可以通过表面修饰或掺杂其他元素，进一步提高催化剂的活性和选择性。

因此，炭气凝胶催化剂载体具有很大的潜力，可以用于设计和合成高效的催化剂。

炭气凝胶催化剂载体是一种具有广泛应用前景的新型催化剂载体。

它具有高比表面积、良好的稳定性和可调控的孔隙结构，能够提高催化剂的活性和稳定性。

炭气凝胶催化剂载体在有机合成、环境保护、能源转化等领域都具有重要的应用价值。

·纳米纤维素碳气凝胶·纳米纤维素碳气凝胶制备及其电催化性能研究陈永康彭新文*（华南理工大学制浆造纸国家重点实验室，广东广州，510640）摘要：本研究以纤维素纳米纤丝（CNF ）为碳骨架，氮含量高的类石墨相氮化碳（g -C 3N 4）为氮源和造孔剂，成功制备了一种具有分级多孔结构的氮掺杂碳气凝胶（NCA ）电催化剂。

研究了NCA 的物理化学结构与氧还原反应（ORR ）活性之间的关系，以及其锌-空气电池性能。

该NCA 催化剂表现出较高的比表面积（381.77m²/g ）、分级多孔结构，氮掺杂含量3.27%。

ORR 测试结果表明，NCA 具有优异的ORR 催化活性，半波电位可达0.83V ，接近商业铂碳（Pt/C ）电催化剂。

进一步将NCA 作为阴极催化剂用于组装水系锌-空气电池，在电流密度为10mA/cm 2下可以实现长达110h 的循环充放电，具有良好的电池使用性能。

关键词：纳米纤维素；碳气凝胶；氧还原反应；锌-空气电池中图分类号：TS721；TQ352文献标识码：ADOI ：10.11980/j.issn.0254-508X.2022.06.003Preparation and Performance Research of Cellulose Nanofibril -based Carbon Aerogel ElectrocatalystsCHEN Yongkang PENG Xinwen *（State Key Lab of Pulp and Paper Engineering ，South China University of Technology ，Guangzhou ，Guangdong Province ，510640）（*E -mail ：fexwpeng@ ）Abstract ：In this study ，nitrogen doped carbon aerogel （NCA ）electrocatalyst with hierarchical pore structure was successfully prepared by using cellulose nanofibril （CNF ）as carbon framework and g -C 3N 4with high nitrogen compound as nitrogen source and pore -forming agent.The physicochemical structure ，oxygen reduction reaction （ORR ）activity of NCA were investigated ，and properties of zinc -air battery based on NCA were also studied.NCA revealed hierarchical pore structure with high specific surface area of 381.77m²/g ，and successful nitrogen doping with nitrogen doping content of 3.27%.NCA displayed excellent ORR performances with high half -wave potential of 0.83V ，which was close to that of commercial platinum -based electrocatalyst.The zinc -air battery in water phase using the NCA as a cathode material exhib⁃ited long -term stability for more than 110h at a current density of 10mA/cm 2，showing a good battery serviceability.Key words ：cellulose nanofibril ；carbon aerogel ；oxygen reduction reaction ；zinc -air battery随着传统化石资源的消耗及其带来的环境污染、全球变暖、能源短缺等一系列问题，开发经济、高效、环保的可再生能源具有重要意义。

碳气凝胶的制备及其在电化学超级电容器上的应用吴学玲;张志华;刘冬;关大勇;刘念平;叶玉凤;沈军【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2016(005)006【摘要】本文通过优化碳气凝胶前驱体的配比以及采用3种活化工艺，包括CO2物理活化、KOH化学湿法活化以及CO2、KOH两步活化工艺，研究了制备高比表面积碳气凝胶的工艺参数，并对碳气凝胶的微观结构和相应的电化学特性进行了表征和分析。

结果表明，间苯二酚与碳酸钠的摩尔比（R/C）为1500时，获得的碳气凝胶比表面积达到820 m2/g，比电容量为151 F/g；经物理活化、化学湿法活化以及两步活化工艺后获得的活化碳气凝胶的比表面积分别为1589 m2/g、1480 m2/g、2119 m2/g，比电容量分别为181 F/g、229 F/g、259 F/g。

相比之下两步活化法不但提升了碳气凝胶的比表面积，而且制备的碳气凝胶材料表现出更良好的电化学性能。

【总页数】6页(P827-832)【作者】吴学玲;张志华;刘冬;关大勇;刘念平;叶玉凤;沈军【作者单位】同济大学，上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室，上海200092;同济大学，上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室，上海 200092;同济大学，上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室，上海 200092;同济大学，上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室，上海 200092;同济大学，上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室，上海 200092;上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200092;同济大学，上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室，上海 200092【正文语种】中文【中图分类】TM911【相关文献】1.碳气凝胶在电化学超级电容器中的应用 [J], 吴晓燕;刘冬;王丹;张春明;何丹农2.碳气凝胶的孔结构及其对电化学超级电容器性能的影响 [J], 刘冬;沈军;李亚捷;刘念平;刘斌3.超盐环境下含氮碳气凝胶的制备及其在超级电容器中的应用 [J], ZHANG Xuan; YANG Jiaxing; JIN Qiuyang; TONG Mingxing; ZHOU Junxi; GAO Jing; LI Guohua4.酚醛基碳气凝胶的常压制备及电化学应用 [J], 牛圣杰;陈林;冯祥艳;郑康;张献;田兴友5.木质素高盐模板碳气凝胶制备及其电化学应用 [J], 刘家冉;郭思勤;赵天畅;许凤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

质子交换膜燃料电池电催化剂的研究综述[摘要] 概述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的工作原理及电催化剂的特殊性质，总结了近年来的相关研究资料，综述了质子交换膜燃料电池用催化剂在国内外研究现状及目前的研究热点。

归纳了近年来提高催化剂稳定性的改进方法，包括改变合金组成、选择高稳定性催化剂载体、制备新型催化剂材料；最后提出了该催化剂材料研究中存在的问题和今后的发展方向。

[关键词] PEMFC；催化剂；载体；性能衰减；稳定性1.引言随着全球能源的减少以及环境恶化的加剧,开发环保的新能源逐渐引起了人们的广泛关注。

燃料电池(FuelCell)因具有高效、环保、燃料来源广及可靠性高等优点成为各国研究的热点。

燃料电池是一种能直接将存储在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的电化学装置。

而其中的质子交换膜燃料电池(PEMFC)除了具备燃料电池一般的特点之外，还具有可室温快速启动、无电解液流失、无腐蚀、寿命长、比功率与比能量高、重量轻、体积小等突出特点[1]。

无论是PEMFC还是其它类型的燃料电池，其关键材料与部件都包括电极、电解质隔膜与双极板三部分。

电极是其核心组成部分，而电极性能是由电催化剂性能、电极材料与制作工艺来决定的。

其中，电催化剂的性能又决定着电流密度放电时的电池性能、运行寿命及成本等[2]。

所以，电催化剂的性能是关系到PEMFC能否真正走向商业化的重要因素，制备出性能优异、成本低、稳定性好的电催化剂将会有力促进PEMFC走向商业化，最终为发电技术开辟新的途径。

2 .质子交换膜燃料电池及其电催化材料质子交换膜燃料电池(PEMFC)也称固体聚合物电解质燃料电池。

以高分子聚合物为电解质，以Pt/C或Pt-Ru/C为电催化剂，以氢气或催化重整气为燃料，以空气或纯氧为氧化剂，以带有气体流动通道的石墨或表面改性金属板为双极板的一种燃料电池，低温燃料电池单体主要由四部分组成，即阳极、阴极、电解质和外电路，如图1所示。

炭气凝胶的制备及其在电化学方面的应用摘要：本文通过溶胶-凝胶工艺、老化处理、超临界干燥再经炭化处理来制备炭气凝胶。

近年来，炭气凝胶由于其独特的结构性能在电化学等方面有着广阔的应用前景，引起人们越来越多的关注。

关键词：炭气凝胶；制备；电化学；应用1 炭气凝胶概述炭气凝胶是一种以纳米炭颗粒堆叠而成的以中孔为主的新型多孔炭材料，具有很高的比表面积和发达的孔结构。

相对于活性炭，活性炭纤维等传统多孔炭材料，炭气凝胶具有独特的结构与性能：中孔丰富而且中孔孔径易于剪裁、微孔分布在纳米炭颗粒表面、导电性能优异等等[1，2]。

自从1988年[3]问世以来，炭气凝胶一直是多孔炭材料研究的前沿之一。

1994年科学家就预言，利用炭气凝胶作为电极材料能制备出高容量和高功率密度的超级电容器[4]。

自此，炭气凝胶在储电方面的应用引起人们的重视。

多年研究发现，炭气凝胶的电化学性能深受炭气凝胶的比表面积、孔隙率、孔径分布、密度、掺杂和活化等结构参数和改性条件的影响[5-8]．在20世纪90年代初，由Pekala R W等人[9]首次制备炭气凝胶成功。

炭气凝胶一般采用间苯二酚和甲醛为原料，经溶液-溶胶-凝胶、溶剂置换、超临界干燥和炭化等过程制备而成。

由于其具有比表面积高(400～1000 m2/g)、密度变化范围宽(0.05～1.0 g/cm3)、孔径结构可调、导电率高(约25 S/cm)等特点，而成为高容量和高功率密度双电层电容器(EDLC)的理想电极材料[10]。

炭气凝胶虽然性能优良，但由于其制备过程中的超临界干燥工艺必须在高温高压下进行，具有一定的危险性，而且制备周期长，生产成本高，因而限制了炭气凝胶的推广和应用。

近年来常温常压干燥工艺由于具有设备简单，容易操作和成本低廉等优点，引起了人们的广泛关注[11,12]。

常温常压条件下干燥时，由于气液界面产生的张力，凝胶网络结构通常会产生收缩、破裂等现象，保持完整的凝胶结构较为困难，因此选用沸点低和表面张力低的醇代替水作溶剂则可以通过降低毛细张力，使常温常压干燥成为可能[13]。

高密度碳气凝胶的制备及电化学性能研究张会林;叶玉凤;吴学玲;沈军【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2018(037)009【摘要】碳气凝胶是高比表面积、低电阻的纳米多孔碳材料,有着广泛的应用前景,是一种较为优良的超级电容器电极材料.以间苯二酚和甲醛为反应前驱体,用溶胶-凝胶法制备出高密度(0.567 g/cm2)碳气凝胶.采用扫描电镜(SEM)以及氮气吸脱附等方法对高密度碳气凝胶的微观结构及孔特征进行表征;并通过循环伏安、恒流充放电法研究了不同催化剂含量即R/C值(间苯二酚和碳酸钠的摩尔比值)和溶质质量分数对高密度碳气凝胶材料的电化学性能的影响.结果表明当R/C值为200,溶质质量分数为30％时材料的电化学性能最佳,其在密度为0.567 g/cm2的情况下比表面积可达到1765 m2/g,当电流密度为1 A/g时相应的比电容达到164 F/g,具有更好的电化学性能.【总页数】6页(P48-52,56)【作者】张会林;叶玉凤;吴学玲;沈军【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093;同济大学上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室,上海 200092;同济大学上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室,上海 200092【正文语种】中文【中图分类】O469【相关文献】1.碳气凝胶/四氧化三钴复合材料的制备及电化学性能∗ [J], 傅晓燕;梅军;刘昊;刘西川2.超高比表面积氮掺杂碳气凝胶的制备及其电化学性能 [J], 常丽娟;袁磊;付志兵;韦建军;唐永建;王朝阳3.高密度间苯二酚-甲醛碳气凝胶ICF靶的制备与吸附性能研究 [J], 黄常刚;王朝阳;唐永建;王美丽;闫红梅;关峰4.聚苯胺基气凝胶衍生纳米碳的电化学性能研究 [J], 钟文斌;周阳;高利;喻楚英5.水热/溶剂热法制备锂电池负极材料碳气凝胶/Fe_2O_3及其电化学性能 [J], 罗大为;林峰;栾崇林;陈进洪;陈佳明;李雪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

超级电容器炭电极材料的研究一、本文概述随着全球能源需求的持续增长以及环境问题的日益严重，高效、环保的能源存储技术成为了科学研究的热点。

超级电容器作为一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，因其高功率密度、快速充放电性能以及长循环寿命等优点，在电动汽车、智能电网、便携式电子设备等领域具有广泛的应用前景。

炭电极材料作为超级电容器的核心组成部分，其性能直接决定了超级电容器的电化学性能。

因此，研究高性能的炭电极材料对于推动超级电容器技术的发展具有重要意义。

本文旨在探讨超级电容器炭电极材料的研究现状、发展趋势以及未来挑战。

我们将对超级电容器的基本原理和炭电极材料的分类进行简要介绍。

随后，重点分析不同类型炭电极材料的制备工艺、结构特征以及电化学性能，并对比其优缺点。

我们还将讨论炭电极材料在超级电容器应用中的实际问题，如循环稳定性、能量密度和功率密度等。

结合当前的研究热点和技术难点，展望超级电容器炭电极材料未来的发展方向，以期为相关领域的研究提供有益的参考和启示。

二、超级电容器炭电极材料概述超级电容器，作为一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，因其具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命以及宽广的工作温度范围等优点，受到了广泛的关注和研究。

而炭材料，因其优异的导电性、高比表面积、良好的化学稳定性以及低廉的成本，成为了超级电容器电极材料的理想选择。

炭电极材料主要包括活性炭、碳纳米管、石墨烯等。

活性炭是最早被用于超级电容器的炭材料，其具有高比表面积和良好的孔结构，可以提供大量的电荷存储位置。

碳纳米管因其独特的一维结构和优异的电子传输性能，成为了超级电容器电极材料的研究热点。

石墨烯，作为一种新兴的二维纳米材料，因其超高的比表面积、良好的导电性和化学稳定性，被认为是超级电容器炭电极材料的未来之星。

在超级电容器炭电极材料的研究中，如何提高其比表面积、优化孔结构、改善导电性能以及提高电化学稳定性是研究的重点。

通过物理或化学活化方法，可以增大活性炭的比表面积并改善其孔结构，从而提高其电荷存储能力。

纳米多孔材料炭气凝胶及其在电吸附领域的应用一、引言1.1 纳米多孔材料炭气凝胶的定义和特点在当今世界科技发展的大潮下，纳米多孔材料炭气凝胶作为一种新型材料，其独特的多孔结构和高比表面积使其在吸附、分离、储能等领域展现出巨大的应用潜力。

1.2 研究意义和应用前景对纳米多孔材料炭气凝胶的研究不仅有助于深入理解其结构与性能的相关规律，还能为其在电吸附领域的应用提供更多的可能性，进而推动相关领域的技术创新和发展。

二、纳米多孔材料炭气凝胶的制备与表征2.1 制备工艺及条件纳米多孔材料炭气凝胶的制备工艺通常包括前驱体溶胶制备、凝胶化、冷冻干燥等步骤，制备条件对材料的结构和性能起着至关重要的影响。

2.2 结构表征技术采用氮气吸附-脱附、扫描电镜等表征手段，能够有效地对纳米多孔材料炭气凝胶的孔隙结构、比表面积等性能进行评估和分析。

三、纳米多孔材料炭气凝胶在电吸附领域的应用3.1 电吸附原理纳米多孔材料炭气凝胶由于其独特的多孔结构和高比表面积，能够在外加电场的作用下，实现对溶液中离子或分子的高效吸附和去除。

3.2 应用案例分析以纳米多孔材料炭气凝胶为电极材料的电吸附设备，可广泛应用于废水处理、电解质吸附等领域，其高吸附效率和循环利用的特点，使其在环保和资源可持续利用方面具有重要意义。

四、对纳米多孔材料炭气凝胶的个人理解和展望4.1 理论认识与实际应用纳米多孔材料炭气凝胶作为一种新型材料，其多孔结构和高比表面积为其在电吸附领域的应用提供了广阔的空间，然而在实际应用中，仍需进一步研究其制备工艺、结构调控等方面的关键问题。

4.2 未来发展趋势随着环境保护意识的不断增强和材料科学技术的不断进步，纳米多孔材料炭气凝胶在电吸附领域的应用前景将越发广阔。

未来，我们可以预见其在废水处理、能源储存等领域将有更多创新应用出现。

五、总结本文主要针对纳米多孔材料炭气凝胶在电吸附领域的应用进行了深入探讨，并结合制备与表征、电吸附原理和应用案例分析，从多个角度对其进行了全面评估。

炭气凝胶为电极的超级电容器的研究Ξ孟庆函,刘　玲,宋怀河,凌立成(北京化工大学可控化学反应科学与技术基础教育部重点实验室,北京100029)摘　要:　采用低分子线性酚醛树脂2糠醛为原料通过溶液2溶胶2凝胶途径成功合成了炭气凝胶,探讨了结构对电化学性能的影响。

采用直流循环法测定炭气凝胶为电极的超级电容器的电化学性能,结果表明,炭气凝胶电极在0.5mA充放电时电极的比电容为121F/g,充放电效率为95%,具有性能稳定、充放电效率高等优良性能。

关键词:　炭气凝胶;超级电容器;电化学性能中图分类号:　T M53 文献标识码:A文章编号:100129731(2004)04204572031　引　言超级电容器是一种介于物理电容和蓄电池之间的新型储能装置,其电容值是传统电容器的20～200倍,集高能量密度、高功率密度、长寿命等特性于一身。

由于具有快速贮存、释放能量的优点,超级电容器在以绿色电源为动力的电动汽车研究领域中,为加速和爬坡提供能量而受到了广泛的关注[1]。

超级电容器根据储能机理的不同,主要分为活性炭基以及金属氧化物和聚合物超电容等。

研究最早和技术最成熟的是炭材料,其发展先后主要出现了活性炭材料、活性碳纤维,以及新近出现的炭气凝胶、碳纳米管等[2]。

炭气凝胶是一种新型轻质纳米级多孔性非晶炭素材料,其孔隙率高达80%～98%,典型孔隙尺寸< 50nm,网络胶体颗粒尺寸3～20nm,比表面积高达600～1000m2/ g,密度为0.05～0.80g/cm3,是一种具有许多优异性能(如导电性、光导性和机械性能等)和广阔的应用前景的新型材料[2,3]。

炭气凝胶与活性炭相比,导电性要高1～2个数量级。

1994年,美国LLN L预言利用炭气凝胶作为电极材料能制备出高容量和高功率密度的超级电容器[4]。

对炭气凝胶的电学性能测试结果表明[5]炭气凝胶的电导率很高(约25S/cm),且在一个很宽的温度范围内(50～300K)保持基本不变,因此用炭气凝胶作为电极材料制作的超级电容器可选择使用适当的电解液。

质子交换膜燃料电池新型炭载体和碳基催化剂的研究
质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，
简称PEMFC）是一种高效、低温运行的燃料电池，具有快速
启动、高能量密度和零污染等优势。

炭载体和碳基催化剂是PEMFC中重要的组成部分，对其性能和稳定性起着关键作用。

因此，对新型炭载体和碳基催化剂的研究十分重要。

目前，常用的炭载体包括活性炭、碳纳米管、石墨烯等，它们具有较大的比表面积和孔隙结构，可以提供更大的催化活性面积和更多的反应位点，有利于氢气的吸附和扩散。

而新型炭载体的研究主要围绕其表面性质、孔结构和导电性能进行，希望能够进一步提高其催化活性和稳定性。

针对碳基催化剂，目前常用的是铂（Pt）基催化剂，然而铂的
高成本和资源稀缺限制了其在实际应用中的广泛使用。

因此，研究人员也开始探索非铂基催化剂，如基于过渡金属或非金属的催化剂。

这些新型催化剂具有良好的催化活性和稳定性，并且成本相对较低，因此广受关注。

除此之外，研究人员还在探索其他改进措施，例如通过控制炭载体和碳基催化剂的结构、形貌和尺寸等来优化其性能，或者利用掺杂和浸渍等方法改善其导电性能和催化活性。

此外，也有学者在研究中考虑了电催化材料的耐久性，通过设计和合成具有更好稳定性的新型炭载体和碳基催化剂，以延长燃料电池的使用寿命。

总之，新型炭载体和碳基催化剂的研究旨在改善质子交换膜燃
料电池的性能和稳定性，并解决铂催化剂成本高和资源稀缺等问题，推动燃料电池技术的发展和应用。

不断的研究和创新将为实现清洁能源转型做出重要贡献。

炭气凝胶的制备及其在超级电容器中的应用研究进展
符若文;刘晓方;吴丁财
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2004(035)0z1
【摘要】综述炭气凝胶的制备工艺,介绍炭气凝胶在超级电容器中的应用,论述了炭气凝胶制备工艺-结构-电极性能的关系.
【总页数】4页(P1772-1775)
【作者】符若文;刘晓方;吴丁财
【作者单位】中山大学,材料科学研究所,教育部聚合物复合材料及功能材料重点实验室,广东,广州,510275;中山大学,材料科学研究所,教育部聚合物复合材料及功能材料重点实验室,广东,广州,510275;中山大学,材料科学研究所,教育部聚合物复合材料及功能材料重点实验室,广东,广州,510275
【正文语种】中文
【中图分类】YN304.052
【相关文献】
1.多孔碳球的制备及在超级电容器中的应用研究进展 [J], 江颂
2.生物炭的制备及其在超级电容器中的应用研究进展 [J], 李丹青;张霞;许元栋
3.炭气凝胶的制备及其在超级电容器中的应用 [J], 李俊;王先友;黄庆华
4.炭气凝胶的制备及在超级电容器中的应用 [J], 付紫微;石斌;钱顺友;陈安国
5.Ti_(3)C_(2)T_(x) MXene制备及在超级电容器中的应用研究进展 [J], 牛丽丽;王培;张丽;刘彦彬;付凤艳
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

碳/掺杂碳气凝胶及其研究进展＊周　莹1,2,唐永建2,王朝阳2(1　西南科技大学材料科学与工程学院,绵阳621010;2　中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳621900)摘要 经溶胶-凝胶、超临界干燥和高温碳化过程制备的碳气凝胶及通过掺杂获得的掺杂碳气凝胶是一种新型的轻质纳米多孔材料,具有许多优异的性能和广阔的应用前景。

介绍了溶胶-凝胶法的反应机理,综述了碳/掺杂碳气凝胶的制备方法、发展现状,指出了目前存在的问题并提出了新的可行的制备掺杂碳气凝胶的方法。

关键词 碳气凝胶　掺杂　溶胶-凝胶　超临界干燥　碳化　离子交换中图分类号:TQ153;T K91 文献标识码:AProgress in the Study of Carbon /Doped -carbon Aerogels for Hydrogen StorageZHO U Ying 1,2,TANG Yongjian 2,WANG Chaoy ang 2(1　School of M a te rial Science and Engineering ,So uthw est U niver sity of Science and T echno log y ,M ia ny ang 621010;2　Resea rch Center of Laser F usio n ,CA EP ,M iany ang 621900)Abstract Ca rbo n ae rog els w hich are prepared by sol -gel method ,CO 2super critical dry ing and hig h tempera -tur e car bo niza tion ,and the doped -carbo n aero gels are a new ty pe o f lig ht nano -po ro us ma ter ials .T hey hav e excellent properties and wide a pplica tions .T he reaction mechanism of sol -g el is introduced ,and the preparatio n methods and re -sear ch prog re ss of car bo n /do ped -carbon aerog els ar e summa rized .T he existing problems and a new fea sible prepara -tion method a re put fo rw ard .Key words carbo n aero gel ,doping ,sol -gel ,superc ritical drying ,car bo nization ,io n e xchang e　＊中国工程物理研究院基金资助课题(2007B13001)　周莹:女,1984年生,硕士研究生,主要从事气凝胶掺杂研究　E -mail :zy ing 37@ 唐永建:通讯作者,1955年生,博士生导师,研究员,主要从事凝聚态物理材料方面的研究　E -mail :tangy ongjian2000@sina .com 碳气凝胶(Carbon aerogel ,CA )作为一种新型轻质纳米多孔无定形炭素材料,具有许多优异的性能[1-3],如比表面积高(400～1000m 2/g ),质量密度低(0.03～0.95g /cm 3),纳米级连续孔隙(孔隙率高达80%～98.5%,典型孔隙尺寸小于50nm ),纳米级骨架碳微粒(网络胶体颗粒尺寸为3～20nm )以及非晶态的结构等特性,有利于增强其表面吸附能力,加之其结构可控、尺寸可调[4]和易于掺杂等优异特性,是一种理想的储氢材料。

碳载体在质子交换膜燃料电池中的应用及优化
冯彬彬;卢明佳;黄志宏;常译文;崔志明
【期刊名称】《化工学报》
【年(卷),期】2024(75)4
【摘要】随着能源危机和环境污染不断加剧,人们对高能量转换效率且低污染装置的需求日益迫切。

质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为一种高效能、零污染的绿色能源转换装置,被认为是替代传统能源的有望选择之一。

目前,要使汽车燃料电池系统具有市场竞争力仍面临成本和耐久性的挑战。

当前降低成本的主流方式为降低催化剂上的铂负载,然而,较低的铂负载通常也意味着较小的催化剂表面积,更大的传质阻力,从而导致性能损失。

此外,耐久性问题也是制约燃料电池汽车发展的一大阻力,尤其是碳腐蚀问题。

本综述从优化碳载体的角度出发,结合目前研究现状,深入探讨了传质和碳腐蚀两方面的不同优化策略,并对未来碳载体的发展方向进行展望,可为新型碳载体的构建提供参考。

【总页数】16页(P1469-1484)
【作者】冯彬彬;卢明佳;黄志宏;常译文;崔志明
【作者单位】华南理工大学化学与化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM911.4
【相关文献】
1.碳纳米材料在质子交换膜燃料电池催化剂载体中的应用
2.质子交换膜燃料电池用催化剂碳载体对比
3.Pt0．55Co0．45合金应用不同的碳基体作为质子交换膜燃料电池阴极催化剂的研究
4.新型碳材料质子交换膜燃料电池Pt催化剂载体的研究进展
5.基于联苯碳烯纳米管的质子交换膜燃料电池阴极电极材料的设计与优化
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

金属氧化物负载炭气凝胶的电化学性能及其应用研究的开题报告一、研究背景化石燃料的大量使用导致了严重的环境问题，因而研究替代能源技术受到了广泛关注。

在能源转换、储存及传输过程中，电化学系统扮演着重要的角色。

其中，炭气凝胶（aerogel）作为一种轻质高孔隙率的材料，因其具有出色的比表面积、高孔隙度、低密度和良好的导电性等特点而受到了广泛关注。

实验室已将炭气凝胶应用于超级电容器、锂离子电池等电化学领域中，并取得了很好的效果。

金属氧化物是一种常见的电化学活性材料，其具有良好的储能性能。

基于此，将金属氧化物负载炭气凝胶，制备出金属氧化物/炭气凝胶复合材料，以期获得更好的储能性能，因而受到了研究者的关注。

本文旨在通过对金属氧化物/炭气凝胶复合材料的制备及其电化学性能的研究，探究其在电化学领域的应用前景。

二、研究内容1. 基于溶胶-凝胶法合成氧化物炭气凝胶复合材料，并采用X射线衍射、扫描电子显微镜和比表面积测试仪等对该材料进行表征；2. 研究不同金属氧化物对复合材料电化学性能的影响，并对复合材料进行电化学性能测试；3. 探究复合材料在电化学领域的应用，如在超级电容器和锂离子电池中的应用等。

三、研究意义制备金属氧化物负载炭气凝胶的复合材料，并探究其在电化学领域的应用前景，有以下几个重要意义：1. 为新型电化学储能材料的开发提供了一种新思路和新方法；2. 深入研究复合材料的结构及性能，对其理解和应用具有重要意义；3. 探究复合材料应用于电化学领域的潜力及方向，对于促进电化学领域技术的发展有积极的推动作用。

四、研究方法1. 溶胶-凝胶法：采用溶胶-凝胶法合成氧化物炭气凝胶复合材料；2. X射线衍射：采用X射线衍射仪测试复合材料的晶体结构；3. 扫描电子显微镜：采用扫描电子显微镜对复合材料的形貌进行分析；4. 比表面积测试仪：采用比表面积测试仪对复合材料的比表面积和孔隙度进行测试；5. 电化学性能测试：采用循环伏安和恒流充放电等方法测试复合材料的电化学性能。