超声波喷涂多孔碳毡电极
超声波喷涂多孔碳毡电极 在现代能源转换与存储领域,电极扮演着举足轻重的角色,它是实现电能与化学能相互转换的核心区域。以液流电池为例,在其反应进程中,电解液里的活性物质于电极 - 电解液界面处,通过接受或者给出电子来完成关键的电化学反应。而多孔电极内的特殊空间,巧妙地将电解液的质量传递与界面电化学反应紧密耦合在一起。当电解液在压差的驱动下流经电极时,会缓缓渗入多孔电极的孔隙之中。此时,反应离子借助对流、扩散以及迁移等运动方式,抵达电极内碳纤维的表面,进而发生氧化还原反应。反应完成后的产物,则会通过解吸与扩散的过程,重新回到电解质溶液里。 在液流电池持续运行期间,多孔碳毡电极结构内部不同深度所引发的三大极化现象,对液流电池的性能有着直接且关键的影响。这三大极化分别为:其一,由固、液相电阻所引发的欧姆极化;其二,因孔隙中电解液的扩散、对流等传质过程而产生的浓差极化;其三,源自碳毡表面电化学反应的电化学极化。深入剖析可知,电解液中的离子与电子在碳毡内的传输状况,直接决定了欧姆极化与浓差极化的程度;而电化学极化的大小,则主要取决于电极反应在碳毡上的可逆性与活性。值得注意的是,碳毡的导电性与厚度,对欧姆极化有着极大的影响;碳毡独特的三维结构以及亲液性,则与浓差极化紧密相连,不可分割。 [...]


