MOF基超級電(diàn)容器制備與測試虛拟仿真實驗 下(xià)載

1、實驗目的：
     1、了解超級電(diàn)容器的儲能原理和電(diàn)極組裝步驟;
     2、熟練掌握電(diàn)極測試方法和結果分(fēn)析.
2、實驗原理：
     本實驗項目采用MOF這種具有電(diàn)化學活性的材料組裝超級電(diàn)容器電(diàn)極。其儲能機理
是以氧化還原反應爲基礎的赝電(diàn)容超級電(diàn)容器。在電(diàn)極材料表面附近電(diàn)極材料和電(diàn)解質發生(shēng)
可逆的氧化還原反應。反應産生(shēng)的電(diàn)子在電(diàn)解質/電(diàn)極界面上傳遞，這種電(diàn)荷轉移過程使赝電(diàn)
容材料得到比雙電(diàn)層電(diàn)容更高的能量密度。但和雙電(diàn)層電(diàn)容相比赝電(diàn)容的功率密度低，因爲
化學反應比物(wù)理過程慢(màn)。此外(wài)，氧化還原反應發生(shēng)在電(diàn)極上，多次循環後赝電(diàn)容超級電(diàn)容器
穩定性變差。常用赝電(diàn)容材料有雜(zá)原子摻雜(zá)的碳質材料，過渡金屬氧化物(wù)、硫化物(wù)、氫氧化
物(wù)和導電(diàn)聚合物(wù)等。以金屬氧化物(wù)爲例計算其理論比電(diàn)容,如以下(xià)公式：

                                           
      其中(zhōng)n是氧化還原反應過程轉移的平均電(diàn)子數，F爲法拉第常數，M爲金屬氧化物(wù)的摩
爾質量，V爲電(diàn)壓窗口。
     本實驗項目通過仿真技術，着重模拟超級電(diàn)容器電(diàn)極測試過程電(diàn)極在不同電(diàn)壓掃速下(xià)的
電(diàn)流變化；恒電(diàn)流情況下(xià)電(diàn)極充放(fàng)電(diàn)電(diàn)壓随時間的變化情況；以及電(diàn)極在一(yī)個頻(pín)率不同的小(xiǎo)
振幅的交流電(diàn)勢波，測量交流電(diàn)勢與電(diàn)流信号的比值（此比值即爲系統的阻抗）随正弦波頻(pín)
率ω的變化。
3、實驗内容：
     1.通過水熱合成法制備Zn-Ni基MOF。
     2.空氣退火(huǒ)處理得到過渡金屬氧化物(wù)（ZnO-NiO）。
     3.用刮塗法将電(diàn)極材料制作電(diàn)極。
     4.用電(diàn)化學工(gōng)作站測試制備成功的電(diàn)極材料的性能，分(fēn)析測試結果。