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硫堇—铁体系蓄电池的性能研究

许文竹  
【摘要】:摘要:硫堇是一种重要的光敏剂,在光照条件下极易吸收光子被激发。Fe3+/Fe2+电对因其可逆性良好、动力学特征较快、无污染、便宜等优点,适合用于电池的电对。硫堇-铁体系是一种能应用于光能转换电池的重要电解质体系,利用硫堇的吸光性能,可借助相应的电池装置将光能转换为电能。 采用离子交换膜技术构建硫堇-铁体系电能蓄电池和光能蓄电池,研究了电池的电动势、硫堇电对的循环伏安特性以及组装成型的电池的性能。通过对电池电动势的测定实验表明,当硫堇浓度为0.5mmo1·L-1,Fe2+的浓度为0.01mo1·L-1时,电池的电动势较大,增大硫堇浓度,硫堇可能发生聚合,使电池性能下降。循环伏安实验表明,硫堇-铁体系的电极反应机理较为复杂。硫堇电对的循环伏安曲线出现两对明显的氧化还原峰,Ip-v1/2成线性关系,说明硫堇溶液中的电化学过程由电极表面附近的静止液层中的扩散传质决定。 硫堇-铁体系电能蓄电池的充、放电实验表明,当采用不同的集流体时电池的充、放电特性各不相同,采用铂网作为集流体时电池表现出良好的充、放电性能。合理的充、放电机制影响硫堇-铁体系电能蓄电池的性能,采用大电流充电、小电流放电时电池的库伦效率较高。循环充放电实验表明电池具有良好的循环性能。 对硫堇-铁体系光能蓄电池的性能进行了初步研究,实验表明电池的光电流随着硫堇溶液浓度的增大而增大,最大的光电流可达到3mA左右。


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