自支撑石墨烯空气电极的制备和性能研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

空气电极作为燃料电池、金属空气电池等能源转化和存储器件的关键组成部分，其性能直接影响着器件的输出功率、能量密度和循环寿命。

传统的空气电极材料，如贵金属催化剂和碳材料，存在着成本高、稳定性差、催化活性低等问题，限制了其大规模应用。

因此，开发高效、稳定、低成本的新型空气电极材料对于推动能源领域的发展至关重要。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，自支撑石墨烯材料作为电催化剂载体和电极材料在能源领域受到了广泛关注。

国内外学者在自支撑石墨烯的制备方法、结构调控和性能优化等方面开展了大量研究工作。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

1.探索不同制备方法对自支撑石墨烯空气电极形貌结构、比表面积和孔径分布的影响。

2.研究不同制备条件对自支撑石墨烯空气电极导电性、电化学活性面积和氧还原催化性能的影响。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用多种实验方法制备自支撑石墨烯空气电极，例如化学气相沉积法、水热法、静电纺丝法等。

然后，利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、x射线衍射仪、拉曼光谱仪等对材料的形貌、结构和组成进行表征。

接着，采用循环伏安法、线性扫描伏安法、交流阻抗法等电化学测试技术研究材料的电化学性能，包括氧还原反应催化活性、稳定性和抗甲醇性能等。

5. 研究的创新点

1.开发简单、高效、低成本的自支撑石墨烯空气电极制备方法，并实现对材料形貌结构和性能的调控。

2.探究自支撑石墨烯空气电极在不同类型能源器件中的应用，并揭示其电催化作用机制。

3.为高性能、低成本、长寿命的能源存储与转化器件的发展提供新的思路和理论依据。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 张玲, 郭海明, 张建民, 等. 自支撑三维石墨烯及其复合材料用作超级电容器电极材料的研究进展[j]. 化学通报, 2018, 81(11): 961-971.

[2] 刘艳玲, 刘畅, 尹鸽平. 石墨烯基复合材料应用于锂硫电池的研究进展[j]. 材料导报, 2017, 31(1): 10-17.

[3] 魏迪, 王震, 邓梅, 等. 化学气相沉积法制备石墨烯/碳纳米管复合材料及其电化学性能研究[j]. 功能材料, 2019, 50(3): 3069-3073.