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化学能到电能的转化机制及其应用研究

目录

文档概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2化能-电能转换概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.4本文研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

化学能到电能的基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1电化学基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2能量转换的基本定律．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.3电极/电解质界面反应机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.4原电池与电解池工作模式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

主要化学能到电能转化体系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.1基于氧化还原反应的装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.1.1常见金属非金属电池体系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.1.2燃料电池系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

3.2基于光化学效应的装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

3.2.1光伏电池原理与结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.2.2光化学电解技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.3其他新型转化路径探索．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.3.1热电化学转换．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.3.2压电化学效应．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

转化机制的关键影响因素分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

4.1电极材料特性研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

4.1.1活性物质结构与性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

4.1.2电极催化活性调控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.2电解质介质作用探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.2.1离子导通性与稳定性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

4.2.2电解质与电极界面相互作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

4.3电流收集与传输路径优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

4.3.1电极宏观结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.3.2内部电阻降低策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

化学能到电能技术的应用领域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

5.1便携式与固定式电源供应．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

5.1.1消费电子与医疗设备应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

5.1.2偏远地区电力保障．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

5.2交通出行领域应用拓展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

5.2.1新能源汽车动力系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

5.2.2航空航天能源解决方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

5.3可持续能源整合与存储．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

5.3.1风光互补发电系统．．．．．．．．．．．