三种镁合金的燃料电池阳极性质及生物可降解行为的研究

发布时间：2025-06-19 01:48

　　镁作为镁燃料电池阳极材料,具有能量密度高、成本低、放电电压稳定等优点,在海洋能源开发等领域有着良好的应用前景;同时镁被誉为“21世纪绿色材料”,具有良好的生物相容性及可降解性能,在骨科、心脑血管植入物领域有着良好的应用前景。为了解决镁在长时间使用中存在的析氢效应和降解速率不可控等问题,本文在纯镁中加入锂、铝、锌等金属元素制备了三种不同的镁合金材料（AZ31、AZ91及LZ91）,对三种镁合金的作为燃料电池阳极的性质以及作为可植入材料的生物可降解行为进行了研究。首先,利用电化学方法（开路电位、Tafel极化曲线法、线性伏安扫描法、电化学交流阻抗谱法、定电位电流时间法等）对镁及三种镁合金在3.5%Na Cl溶液中的电化学性能进行研究,考察添加不同元素及不同比例的添加元素对镁合金阳极材料电化学性能的影响。结果表明:四种金属的电化学活性大小顺序为LZ91>Mg>AZ91>AZ31,耐蚀性能大小顺序为AZ31>AZ91>Mg>LZ91;在定电位下,放电电流密度从大到小顺序为LZ91>AZ31>AZ91>Mg。加入Li元素可提高镁的电化学活性,降...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1镁-空气半燃料电池装置原理图

镁-空气半燃料电池是目前使用最为广泛的镁燃料电池,金属镁作为此燃料电池的阳极,空气扩散电极作为电池的阴极,中性盐溶液或者碱性溶液作为电解质溶液[40]。其结构十分简单且成本低廉,能量密度还比较大,理论容量[40]可达2200mAh·g-1,常常作为备用、应急电源,也可以应用在摩....

图2.1三电极电化学系统

本章采用开路电位、Tafel极化曲线、线性扫描、电化学交流阻抗谱及定电位电流时间曲线法测定镁合金的电化学性能。实验使用的电化学工作站型号为CHI660E,三电极电化学系统如图2.1所示,工作电极(WE)为打磨后的镁合金,电极夹是自制的L型电极夹,其示意图如图2.2所示,进行电化学....

图2.2特制L型电极夹

图2.1三电极电化学系统a)开路电位法(OpenCircuitPotential)

图2.3析氢装置图

t表示浸泡时间(day)。本章通过排水法来记录析出氢气的体积量,将镁合金用细线固定在漏斗中,然后用装有3.5%NaCl溶液的滴定管倒扣在盛有3.5%NaCl溶液的大烧杯中,加入150ml3.5%NaCl溶液,这样析出的氢气就通过漏斗进入滴定管中,每隔30分钟记录一次,样品的....

本文编号：4050665