国产性70yerg老太,狠狠的日,欧美人与动牲交a免费,中文字幕成人网站

基本信息

項(xiàng)目名稱：
介孔磷酸釩鋰/碳復(fù)合快離子導(dǎo)體材料的生物合成機(jī)理與應(yīng)用研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
介孔磷酸釩鋰/碳復(fù)合快離子導(dǎo)體材料是應(yīng)用于鋰離子電池的正極材料，它是以微生物法合成，其可以克服普通磷酸釩鋰晶體材料離子導(dǎo)電率低，容量小，大電流充放電性能差等不足，具有能量密度高、環(huán)境友好、安全性好和循環(huán)壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，可成為大型鋰離子動(dòng)力電池首選正極材料。
詳細(xì)介紹：
本研究是將微生物學(xué)和材料學(xué)有機(jī)結(jié)合，通過(guò)學(xué)科交叉，從理論上和技術(shù)上探索提高材料性能的新途徑。提出“金屬離子誘導(dǎo)基因調(diào)控介孔微球結(jié)構(gòu)形成”的思路，以微生物酵母細(xì)胞為自組裝結(jié)構(gòu)模板，采用微生物催化合成新技術(shù)，從分子水平上控制Li3V2(PO4)3納米顆粒的沉積礦化，利用酵母細(xì)胞中嚴(yán)密的基因識(shí)別調(diào)控功能及特異的排序功能將Li3V2(PO4)3納米顆粒組裝成介孔微球結(jié)構(gòu)，通過(guò)原位復(fù)合碳化和晶化熱處理技術(shù)，合成具有介孔微球結(jié)構(gòu)的高性能磷酸釩鋰/碳（Li3V2(PO4)3/C）原位復(fù)合粉體材料。 利用微生物代謝原理研究介孔微球結(jié)構(gòu)的形成與調(diào)控機(jī)理；通過(guò)研究介孔微球結(jié)構(gòu)及晶體結(jié)構(gòu)和原位復(fù)合結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能之間的關(guān)系，揭示Li3V2(PO4)3/C原位復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、組成對(duì)鋰離子傳導(dǎo)/嵌脫性能、電導(dǎo)率和能量密度的調(diào)控規(guī)律。本研究對(duì)鋰離子電池材料的理論研究和大容量高功率鋰離子動(dòng)力電池的應(yīng)用具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

通過(guò)研究介孔微球結(jié)構(gòu)及晶體結(jié)構(gòu)和原位復(fù)合結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能之間的關(guān)系，揭示磷酸釩鋰/碳原位復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、組成對(duì)鋰離子傳導(dǎo)/嵌脫性能、電導(dǎo)率和能量密度的調(diào)控規(guī)律。 提出“金屬離子誘導(dǎo)基因調(diào)控介孔微球結(jié)構(gòu)形成”的思路，以酵母細(xì)胞為自組裝結(jié)構(gòu)模板，采用微生物催化合成新技術(shù)，從分子水平上控制磷酸釩鋰納米顆粒的沉積礦化，利用酵母細(xì)胞中基因識(shí)別調(diào)控功能及排序功能將磷酸釩鋰納米顆粒組裝成介孔微球結(jié)構(gòu)。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

利用金屬離子在細(xì)胞壁上的靜電匹配、誘導(dǎo)基因和酶催化作用，建立生物礦化過(guò)程的基因調(diào)控方法，組裝介孔微球結(jié)構(gòu)新思路。 以酵母細(xì)胞為自組裝結(jié)構(gòu)模板，從分子水平上控制磷酸釩鋰納米顆粒的沉積礦化，利用酵母細(xì)胞中基因識(shí)別調(diào)控功能及排序功能將磷酸釩鋰納米顆粒組裝成介孔微球結(jié)構(gòu)。 采用原位摻入導(dǎo)電劑技術(shù)，通過(guò)酵母細(xì)胞碳化和晶化熱處理，合成高性能介孔微球磷酸釩鋰/碳粉體材料，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的精確調(diào)控。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

磷酸釩鋰/碳復(fù)合快離子導(dǎo)體具有能量密度高、環(huán)境友好、安全性好和循環(huán)壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，可成為鋰離子電池首選正極材料，將促進(jìn)各種電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用，緩解汽車對(duì)石油能源的依賴和對(duì)環(huán)境的污染。 微生物催化仿生合成磷酸釩鋰/碳復(fù)合材料可實(shí)現(xiàn)從分子水平上對(duì)納米結(jié)構(gòu)的精確控制和組裝，且廉價(jià)、結(jié)構(gòu)和組成重復(fù)性好，可批量合成，產(chǎn)率高，反應(yīng)條件溫和，工藝簡(jiǎn)單，無(wú)污染，耗能低，易產(chǎn)業(yè)化。

學(xué)術(shù)論文摘要

以酵母為模板，V2O5、NH4H2(PO4)3、Li2CO3和草酸為原料，采用生物法和溶膠—凝膠法相結(jié)合制備了鋰離子電池正極介孔Li3V2(PO4)3/C復(fù)合材料。通過(guò)X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、電子能譜（EDX）、差熱—熱重分析（TG-DTA）和氮?dú)馕摳綄?duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征，采用橫流充放電考察了產(chǎn)物的電化學(xué)性能。結(jié)果表明，以2g酵母為模板合成的Li3V2(PO4)3/C復(fù)合材料為介孔材料，且存在開口和閉口兩種結(jié)構(gòu)的孔；所得的樣品為純相單斜Li3V2(PO4)3，顆粒大小均一，分散性好，電子傳導(dǎo)率達(dá)到6.5×10-3 S/cm；在3.0—4.5V電壓范圍內(nèi)以0.2C倍率充放電，首次放電容量達(dá)到112mAh/g；在3.0—4.8V電壓范圍內(nèi)以0.5C倍率充放電，放電容量達(dá)到120mAh/g，且具有良好的循環(huán)性能。另外還對(duì)生物法合成磷酸釩鋰進(jìn)行了機(jī)理初探與應(yīng)用研究。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

推薦作品

參考文獻(xiàn)

[1] Jeffrey W. Fergus, ceramic and polymeric solid electrolytes for lithium-ion batteries, Journal of power sources 195(2010) 4544-4569 [2]B. Scrosati, J. Garche, J. Power Sources 195 (2010) 2419–2430. [3] J.B. Goodenough, Y. Kim, Chem. Mater. 22 (3) (2010) 587–603 [4] T. Kerr, J. Gaubicher, L.F. Nazar, Electrochem. Solid State Lett. 3 (2000) 460. [5] L.N.Wang, Z.C. Li, H.J. Xu, K.L. Zhang, J. Phys. Chem. C 112 (2008) 308. [6] P. Fu, Y.M. Zhao, Y.Z. Dong, X.N. An, G.P. Shen, Electrochim. Acta 52 (2006) 1003. [7] M.Y. Sa?di, J. Barker,H.Huang, J.L. Swoyer,G. Adamson, J. Power Sources 119–121 (2003) 266. [8] M.Y. Sa?di, J. Barker,H.Huang, J.L. Swoyer, G. Adamson, Electrochem. Solid-State Lett. 5 (2002) A149. [9] J. Barker, M.Y. Sa?di, J.L. Swoyer, J. Electrochem. Soc 150 (2003) A684. [10] C. Gr?ger, K. Lutz, E. Brunner, Cell Biochem. Biophys. 50 (2008) 23. [11] K. Sato, Top. Curr. Chem. 270 (2007) 127.

同類課題研究水平概述

磷酸鐵鋰（LiFePO4）晶體材料被譽(yù)為是第三代里離子電極正極。但由于晶體結(jié)構(gòu)中沒有連續(xù)的鋰離子通道和八面體網(wǎng)絡(luò)，Li+擴(kuò)散速率低（僅為10-9—10-10S/cm），導(dǎo)致LiFePO4容量較低和大電流放電性能較差。近年來(lái)，陳立泉等院士在鋰離子快離子導(dǎo)體研究中取得了創(chuàng)新成果，研制出了室溫離子電導(dǎo)率高的鋰離子導(dǎo)體材料La1-xLixTiO3。目前，把介孔孔道作為L(zhǎng)i+的存儲(chǔ)介質(zhì)，提高離子傳導(dǎo)性已成為鋰離子電池正極材料研究的熱點(diǎn)。國(guó)外Yamada等合成了一種玻璃態(tài)的TiO2?2P2O5介孔材料，160℃的電導(dǎo)率為2×10-2S/cm，這是介孔材料質(zhì)子導(dǎo)電的重大突破。介孔結(jié)構(gòu)的快離子導(dǎo)體材料其抗大電流充放電能力強(qiáng)、使用安全、致密穩(wěn)定、成本低，適宜制備鋰離子動(dòng)力電池正極材料。但目前國(guó)內(nèi)外在本領(lǐng)域的研究均無(wú)實(shí)質(zhì)性突破，離應(yīng)用差距較大。 現(xiàn)今利用生物組織或大分子合成無(wú)機(jī)材料已經(jīng)成為一個(gè)新研究熱點(diǎn)。但有關(guān)利用細(xì)胞中代謝能的原位貯藏轉(zhuǎn)化和代謝網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能的精確調(diào)控復(fù)制沒有文獻(xiàn)報(bào)道，本研究首次提出以酵母細(xì)胞為催化模板反應(yīng)器，用磷酸鹽調(diào)控復(fù)制酵母細(xì)胞本身特有的代謝能網(wǎng)絡(luò)介孔結(jié)構(gòu)來(lái)改善鋰離子傳導(dǎo)性能的設(shè)想，研制出具有良好性能的鋰離子電池正極材料，提高鋰離子電池的性能，促進(jìn)新能源推廣應(yīng)用。
建議反饋 返回頂部