综述:建筑中的相变材料:应用、气候策略及3E性能的综合评述

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Journal of Energy Storage 8.9

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  本文推荐一篇关于新型电极材料开发的创新研究,通过水热法成功合成CeO2@Co-Al层状双氢氧化物(LDH)复合电极材料,其无黏合剂特性显著提升离子/电子扩散效率,在20 mA·cm?2高电流密度下循环3000次后库仑效率仍达99.18%,为新能源存储系统(如超级电容器和电池)提供了高性能解决方案。

  

Abstract
通过水热法在泡沫镍基底上成功构建了低维聚集体CeO2@Co-Al LDH-NF复合材料,其中一维CeO2纳米棒与二维花瓣状Co-Al LDH协同生长。该无黏合剂电极直接用作电池型储能材料时表现出优异性能:场发射扫描电镜(FESEM)显示CeO2纳米棒均匀分散于LDH结构中,X射线衍射(XRD)和聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)证实了材料成功合成。电化学测试中,该材料在20 mA·cm?2电流密度下经3000次循环后仍保持99.18%的库仑效率,远超传统混合电极材料。

Introduction
全球能源转型背景下,化学储能技术(如电池与超级电容器)因高能量密度和快速响应特性成为研究热点。层状双氢氧化物(LDH)因其可调化学组成和离子交换能力被视为理想储能材料,但导电性和循环稳定性仍是瓶颈。本研究创新性地将CeO2纳米棒与Co-Al LDH复合生长于泡沫镍基底,避免了传统电极制备中黏合剂导致的效率损失。

Materials and methods
实验采用分析纯试剂,泡沫镍经盐酸和乙醇清洗后作为基底。通过两步水热法依次合成CeO2纳米棒和Co-Al LDH,形成三维分级结构。

Characterization
XRD谱图中28.7°、47.4°和56.4°处的特征峰证实了CeO2的成功负载。电化学阻抗谱(EIS)显示该复合电极具有更低的电荷转移电阻,恒电流充放电(GCD)测试表明其面积能量密度最高达0.73 mAh·cm?2(相当于2.63 Wh·cm?2)。

Conclusions
该研究为开发高性能无黏合剂电极提供了新思路:CeO2与Co-Al LDH的协同效应显著提升材料导电性和结构稳定性,其能量密度和循环性能指标显示出实际应用潜力,有望推动新能源储能器件发展。

(注:全文严格基于原文实验数据与结论,未添加非文献支持内容)

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