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使用旋轉圓環圓盤電極研究催化劑四氧化三錳的電化學特性並應用於可充電的鋰氧...

國立高雄大學應用化學系碩士班

使用旋轉圓環圓盤電極研究催化劑四氧化三錳的電化學特性並應用於可充電的鋰氧電池之研究 = Using rotating ring disk electrode to study the electrochemical performance of Mn3O4 particle in rechargeable Li-O2 batteries

紀錄類型:	書目-語言資料,印刷品 : 單行本
並列題名:	Using rotating ring disk electrode to study the electrochemical performance of Mn3O4 particle in rechargeable Li-O2 batteries
作者:	楊宏凱,
其他團體作者:	國立高雄大學
出版地:	[高雄市]
出版者:	撰者;
出版年:	2014[民103]
面頁冊數:	94面圖，表 : 30公分;
標題:	旋轉圓環圓盤電極
標題:	Rotating ring disk electrode
電子資源:	http://handle.ncl.edu.tw/11296/ndltd/53919025014801424693
附註:	參考書目：面88-94
附註:	104年3月25日公開
摘要註:	近年來，鋰氧電池因具有接近石化燃料的高能量密度而被重視，在鋰氧電池中的缺點是充放電間的過電壓太高，這會造成電解液分解、循環效能差等問題，但可藉由在氧電極中加入催化劑降低電池的過電壓，進而改善電池性能，使鋰氧電池可以更長效性的使用。此研究中我們使用界面活性劑與硫酸錳做為前驅液，並利用超音波霧化法製備四氧化三錳球型粒子來做為鋰氧電池內氧電極的催化劑，再使用X-ray繞射儀、掃描式電子顯微鏡、粒徑分析儀與BET比表面積分析儀進行物性分析與鑑定，旋轉圓環圓盤電極實驗與充放電測試進一步探討四氧化三錳的鋰氧電池中的電化學性能。旋轉圓環圓盤電極的實驗可分為兩部分，第一部分為電解液使用不含鋰離子的鹽類，在沒有鋰離子的干擾下，可以利用圓盤電極與圓環電極偵測到的電流，計算出催化劑對氧氣的還原速率常數，並進一步計算反應過程中產生的超氧陰離子對電解液的分解速率常數；第二部分為電解液添加含有鋰離子的鹽類，讓反應系統貼近鋰氧電池的系統，實驗中利用圓盤電極找出極化曲線並與充放電測試得到的數據做對照，催化效果愈好，放電電壓會愈高，且可由充電電壓觀察到，添加催化劑後可有效的降低充電電壓，即代表加入催化劑後可使過電壓變小。 In recent years, Li-O2 batteries are much attractive because of the huge theoretical energy density close to fossil fuels. The disadvantage of Li-O2 battery is high overpotential between charge and discharge. That will cause the decomposition of the electrolyte, and poor efficiency of the cycle life. The application of catalysts can effectively decrease the Li−O2 recharge potential.In this study, we use the surfactant and manganese sulfate as a precursor solution, and to preparing Mn3O4 particles by using ultrasonic atomization as a catalyst using in the Li-O2 battery cathode. The physical characteristics and electrochemical performance of the Mn3O4 particles was investigated using X-ray diffraction, scanning electron microscopy particle size analysis, BET measurements, charge-discharge tests and rotating ring disk electrode experiments (RRDE). Rotating ring disk electrode experiments can be divided into two parts. The first part is using the electrolyte without lithium ion. We could find the material oxygen reduction rate constant(kf) by Levich-koutechy equation and decomposition of the electrolyte reaction rate constant(k) by collection efficiency. The second part is using the electrolyte solution containing lithium ions. Make the reaction system close to the Li-O2 battery system. And using RDE experiments to fide the polarization curves and compare with aircell test. Form the test, employing the Mn3O4 as electrocatalyst in Li-air batteries, the Li-air batteries display lower overpotential and good discharge capacity. This result demonstrates Mn3O4 are promising cathode electrocatalysts for non-aqueous Li-air batteries.

使用旋轉圓環圓盤電極研究催化劑四氧化三錳的電化學特性並應用於可充電的鋰氧電池之研究 = Using rotating ring disk electrode to study the electrochemical performance of Mn3O4 particle in rechargeable Li-O2 batteries
楊, 宏凱

使用旋轉圓環圓盤電極研究催化劑四氧化三錳的電化學特性並應用於可充電的鋰氧電池之研究 = Using rotating ring disk electrode to study the electrochemical performance of Mn3O4 particle in rechargeable Li-O2 batteries / 楊宏凱撰 - [高雄市] : 撰者, 2014[民103]. - 94面 ; 圖，表 ; 30公分.
參考書目：面88-94104年3月25日公開.
旋轉圓環圓盤電極Rotating ring disk electrode

使用旋轉圓環圓盤電極研究催化劑四氧化三錳的電化學特性並應用於可充電的鋰氧電池之研究 = Using rotating ring disk electrode to study the electrochemical performance of Mn3O4 particle in rechargeable Li-O2 batteries
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300 $a 104年3月25日公開
314 $a 指導教授：陳振興博士
328 $a 碩士論文--國立高雄大學應用化學系碩士班
330 $a 近年來，鋰氧電池因具有接近石化燃料的高能量密度而被重視，在鋰氧電池中的缺點是充放電間的過電壓太高，這會造成電解液分解、循環效能差等問題，但可藉由在氧電極中加入催化劑降低電池的過電壓，進而改善電池性能，使鋰氧電池可以更長效性的使用。此研究中我們使用界面活性劑與硫酸錳做為前驅液，並利用超音波霧化法製備四氧化三錳球型粒子來做為鋰氧電池內氧電極的催化劑，再使用X-ray繞射儀、掃描式電子顯微鏡、粒徑分析儀與BET比表面積分析儀進行物性分析與鑑定，旋轉圓環圓盤電極實驗與充放電測試進一步探討四氧化三錳的鋰氧電池中的電化學性能。旋轉圓環圓盤電極的實驗可分為兩部分，第一部分為電解液使用不含鋰離子的鹽類，在沒有鋰離子的干擾下，可以利用圓盤電極與圓環電極偵測到的電流，計算出催化劑對氧氣的還原速率常數，並進一步計算反應過程中產生的超氧陰離子對電解液的分解速率常數；第二部分為電解液添加含有鋰離子的鹽類，讓反應系統貼近鋰氧電池的系統，實驗中利用圓盤電極找出極化曲線並與充放電測試得到的數據做對照，催化效果愈好，放電電壓會愈高，且可由充電電壓觀察到，添加催化劑後可有效的降低充電電壓，即代表加入催化劑後可使過電壓變小。 In recent years, Li-O2 batteries are much attractive because of the huge theoretical energy density close to fossil fuels. The disadvantage of Li-O2 battery is high overpotential between charge and discharge. That will cause the decomposition of the electrolyte, and poor efficiency of the cycle life. The application of catalysts can effectively decrease the Li−O2 recharge potential.In this study, we use the surfactant and manganese sulfate as a precursor solution, and to preparing Mn3O4 particles by using ultrasonic atomization as a catalyst using in the Li-O2 battery cathode. The physical characteristics and electrochemical performance of the Mn3O4 particles was investigated using X-ray diffraction, scanning electron microscopy particle size analysis, BET measurements, charge-discharge tests and rotating ring disk electrode experiments (RRDE). Rotating ring disk electrode experiments can be divided into two parts. The first part is using the electrolyte without lithium ion. We could find the material oxygen reduction rate constant(kf) by Levich-koutechy equation and decomposition of the electrolyte reaction rate constant(k) by collection efficiency. The second part is using the electrolyte solution containing lithium ions. Make the reaction system close to the Li-O2 battery system. And using RDE experiments to fide the polarization curves and compare with aircell test. Form the test, employing the Mn3O4 as electrocatalyst in Li-air batteries, the Li-air batteries display lower overpotential and good discharge capacity. This result demonstrates Mn3O4 are promising cathode electrocatalysts for non-aqueous Li-air batteries.
510 1 $a Using rotating ring disk electrode to study the electrochemical performance of Mn3O4 particle in rechargeable Li-O2 batteries $z eng
610 0 $a 旋轉圓環圓盤電極 $a 鋰氧電池 $a 超音波霧化法 $a 氧電極
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