CN112993288A - 经石墨烯改质的碳毡电极、制备方法及包括其的液流电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种经石墨烯改质的碳毡电极的制备方法，用以解决现有方法无法达到兼顾高导电性、高电流密度、高电容量及延长液流电池的寿命的问题。包括以下步骤：将碳毡浸泡于丙酮并以去离子水清洗，以获得经前处理的碳毡；将石墨靶材的碳原子蒸镀至经前处理的碳毡的表面，以得到具有石墨烯薄膜的碳毡；以及，利用准分子雷射照射石墨烯薄膜，以获得经石墨烯改质的碳毡电极。一种经石墨烯改质的碳毡电极，包括一个碳毡及覆盖于碳毡的表面的石墨烯改质层。一种液流电池包括经石墨烯改质的碳毡电极。
Description
技术领域
本发明是关于一种电极的制备方法，尤其是一种经石墨烯改质的碳毡电极的制备方法；本发明也关于一种碳毡电极，尤其是一种经石墨烯改质的碳毡电极；本发明也关于一种液流电池，尤其是一种包括经石墨烯改质的碳毡电极的液流电池。
背景技术
随着工业的进步与发展，人类对于能源的需求日益升高。然而，由于石化能源的过度使用，不仅使环境产生温室气体，也造成严重的空气污染，因此，发展出再生能源与储能技术是各先进国家努力的目标之一。在储能技术中，以氧化还原液流电池(redox flowbatter,RFB)作为储能技术具有高安全性、使用寿命长、多数材料可循环利用或回收、高度环保性，及输出功率和能量容量可独立设计等优点，此外，氧化还原液流电池可广泛地应用于风力发电、太阳能发电及电网系统等领域。
目前可通过改善碳毡电极的特性来提升液流电池的效能，在现有技术中，改善碳毡电极的特性的方法包括超音波震荡法、氧化法及参数改变法。其中，超音波震荡法是将碳毡浸入混酸溶液中，于低温加热并以超音波进行震荡，使碳毡表面的缺陷上能够有效地形成羟基(-OH)与酮基(C＝O)的官能基，该-OH与C＝O官能基对于钒离子的氧化还原反应具有催化的功效，有利于钒离子进行价数转换及增加氧化还原反应的速率。虽然该超音波震荡法的操作过程简单、省时且成本低，然而，该超音波震荡法仅改变碳毡本身的活性，并未改善碳毡表面的缺陷，故而无法达到提升导电性的效果。氧化法是将石墨烯置入电子束辐照室内，经特定的电子束加速电压、电流及辐照剂量，以增加石墨烯中含氧官能团的数量。虽然该氧化法的成本低，然而，由于其是在空气条件下以电子束重叠照射石墨烯，因此，无法避免石墨烯发生氧化作用而丧失其导电性。参数改变法是通过改变诸如碳电极材料的<002>方向的间距、C轴方向的厚度及表面酸性官能基的比例来改善碳电极材料的特性，然而，现有技术的参数改变法并未揭示如何改善碳电极材料表面的缺陷，故而无法实现提升导电性的效果。
基于上述，现有技术的改善碳毡电极特性的方法并无法同时改善电极材料表面的缺陷，以使液流电池达到兼顾高导电性、高电流密度、高电容量，以及延长液流电池的使用寿命等功效。
有鉴于此，现有改善碳毡电极的特性的方法确实仍有加以改善的必要。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种经石墨烯改质的碳毡电极的制备方法，通过准分子雷射照射石墨烯薄膜，以增加该经石墨烯改质的碳毡电极的表面粗糙度，以及降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，来达到提升该经石墨烯改质的碳毡电极的表面亲水性、降低电阻值和电阻率，以及提高该经石墨烯改质的碳毡电极的导电性、电流密度及电容量的目的。
发明的次一目的是提供一种经石墨烯改质的碳毡电极，通过增加该经石墨烯改质的碳毡电极的表面粗糙度，以及降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，达到提升该经石墨烯改质的碳毡电极的表面亲水性、降低电阻值和电阻率，以及提高该经石墨烯改质的碳毡电极的导电性、电流密度及电容量。
发明的次一目的是提供一种液流电池，通过增加电解液与该经石墨烯改质的碳毡电极的反应面积，以及降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，达到提升液流电池的导电性、电流密度、电容量，以及使用寿命。
本发明全文所记载的元件及构件使用“一”或“一个”的量词，仅是为了方便使用且提供本发明范围的通常意义；于本发明中应被解读为包括一个或至少一个，且单一的概念也包括多个的情况，除非其明显意指其他意思。
本发明提供一种经石墨烯改质的碳毡电极的制备方法，包括以下步骤：齐备一个碳毡，将该碳毡浸泡于丙酮溶液内180分钟至200分钟，再以去离子水清洗该碳毡，并将该碳毡烘干，以获得一个经前处理的碳毡；将该经前处理的碳毡置入一个真空腔体内，以物理气相沉积法将一个石墨靶材的碳原子蒸镀至该经前处理的碳毡的表面，使该经前处理的碳毡的表面上形成一个石墨烯薄膜，并获得一个具有该石墨烯薄膜的碳毡；以及，利用准分子雷射溅镀方法照射该石墨烯薄膜，以获得一个经石墨烯改质的碳毡电极。其中，该准分子雷射溅镀方法是使用光源波长低于300nm的深紫外光作为雷射光源，脉冲宽度是介于30ns至40ns之间，以及脉冲能量是介于40mJ/pulse至100mJ/pulse之间。
因此，通过准分子雷射溅镀方法可增加该经石墨烯改质的碳毡电极的表面粗糙度、降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，并提高石墨烯镀膜的均匀性，借以提升该经石墨烯改质的碳毡电极的表面亲水性、降低电阻值和电阻率，以及提高该经石墨烯改质的碳毡电极的导电性、电流密度及电容量等效果。
其中，该脉冲能量是介于45mJ/pulse至75mJ/pulse之间。如此，可实现降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，并提升石墨烯镀膜的均匀性的功效。
其中，该将该石墨靶材的碳原子蒸镀至该经前处理的碳毡的表面的时间是介于20分钟至120分钟之间。如此，可实现降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，并提升石墨烯镀膜的均匀性的功效。
其中，该雷射光源是一个氟化氪(KrF)雷射。如此，可实现降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，并提升石墨烯镀膜的均匀性的功效。
其中，该石墨烯薄膜的厚度是介于10nm至50nm之间。如此，可实现降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，并提升石墨烯镀膜的均匀性的功效。
本发明另外提供一种如该经石墨烯改质的碳毡电极的制备方法所制得的经石墨烯改质的碳毡电极，包括一个碳毡及一个石墨烯改质层，该石墨烯改质层是覆盖于该碳毡的表面，且该石墨烯改质层的ID/IG比值是介于0.1至0.25之间。因此，本发明的经石墨烯改质的碳毡电极具有提升该经石墨烯改质的碳毡电极的表面粗糙度、降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，以及提高石墨烯镀膜的均匀性等特性。
其中，该石墨烯改质层的ID/IG比值为0.2。如此，可实现降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，并提升石墨烯镀膜的均匀性的功效。
其中，该石墨烯改质层具有介于70度至90度之间的水接触角。如此，可实现提升该经石墨烯改质的碳毡电极的表面亲水性的功效。
其中，该石墨烯改质层具有75度的水接触角。如此，可实现提升该经石墨烯改质的碳毡电极的表面亲水性的功效。
本发明另外提供一种液流电池，包括一个质子交换膜、两个该经石墨烯改质的碳毡电极、两个双极板、两个液流框板、两个集电板及一个电池框。其中，该质子交换膜、该经石墨烯改质的碳毡电极、该双极板、该液流框板，以及该集电板设置于该电池框内部，且自该质子交换膜的两侧分别依序设置该经石墨烯改质的碳毡电极、该双极板、该液流框板以及该集电板。因此，本发明的液流电池，可通过增加电解液与该经石墨烯改质的碳毡电极的反应面积，以及降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，借以提升液流电池的导电性、电流密度、电容量，以及使用寿命等效果。
附图说明
图1：本发明的经石墨烯改质的碳毡电极的制备方法的实施例的流程图；
图2：本发明的液流电池的结构示意图；
图3：利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM，型号为HitachiS-3000N)，以500倍、1000倍、3000倍及5000倍的放大倍率观察原始碳毡的表面粗糙度的照片；
图4：利用扫描电子显微镜，以500倍、1000倍、3000倍及5000倍的放大倍率观察经前处理的碳毡的表面粗糙度的照片；
图5：利用扫描电子显微镜，以500倍、1000倍、3000倍及5000倍的放大倍率观察第一碳毡的表面粗糙度的照片；
图6：利用扫描电子显微镜，以500倍、1000倍、3000倍及5000倍的放大倍率观察第二碳毡的表面粗糙度的照片；
图7：利用扫描电子显微镜，以500倍、1000倍、3000倍及5000倍的放大倍率观察第三碳毡的表面粗糙度的照片；
图8：利用扫描电子显微镜，以500倍、1000倍、3000倍及5000倍的放大倍率观察第四碳毡的表面粗糙度的照片；
图9：利用扫描电子显微镜，以500倍、1000倍、3000倍及5000倍的放大倍率观察第五碳毡的表面粗糙度的照片；
图10：利用扫描电子显微镜，以500倍、1000倍、3000倍及5000倍的放大倍率观察第六碳毡的表面粗糙度的照片；
图11：利用光学显微镜(optical microscope,OM，型号为Olympus CX-41)，以500倍的放大倍率观察原始碳毡、经酸处理的第三碳毡及经石墨烯改质第七碳毡至第十碳毡的表面纤维的照片；
图12：利用拉曼光谱仪(Renishaw BR010-02-B inVia confocal Ramanmicroscope)检测第七碳毡经准分子雷射溅镀前的D峰与G峰(ID/IG)比值与经准分子雷射溅镀后的ID/IG比值；
图13：利用拉曼光谱仪检测第七碳毡经脉冲能量为45mJ/pulse、55mJ/pulse及75mJ/pulse的条件的准分子雷射溅镀方式照射碳毡的表面的石墨烯薄膜前与后的ID/IG比值。
附图标记说明
S1 获得经前处理的碳毡的步骤
S2 获得具有该石墨烯薄膜的碳毡的步骤
S3 获得经石墨烯改质的碳毡电极的步骤
1 质子交换膜
2 经石墨烯改质的碳毡电极
3 双极板
4 液流框板
5 集电板
6 电池框。
具体实施方式
为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文列举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
请参照图1所示，其是本发明的经石墨烯改质的碳毡电极的制备方法的一个具体实施例，是可以包括步骤S1、步骤S2及步骤S3：齐备一个碳毡，将该碳毡浸泡于丙酮溶液，再以去离子水清洗该碳毡，并将该碳毡烘干，以获得一个经前处理的碳毡(步骤S1)；将该经前处理的碳毡置入一个真空腔体内，以物理气相沉积法将一个石墨靶材的碳原子蒸镀至该经前处理的碳毡的表面，使该经前处理的碳毡的表面上形成一个石墨烯薄膜，并获得一个具有该石墨烯薄膜的碳毡(步骤S2)；以及，利用准分子雷射溅镀方法照射该石墨烯薄膜，以获得一个经石墨烯改质的碳毡电极(步骤S3)。通过准分子雷射溅镀方法来增加该经石墨烯改质的碳毡电极的表面粗糙度、降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，并提高石墨烯镀膜的均匀性，借以提升该经石墨烯改质的碳毡电极的表面亲水性、降低电阻值和电阻率，以及提高该经石墨烯改质的碳毡电极的导电性、电流密度及电容量等效果。
详言的，在步骤S1中，该碳毡是浸泡于丙酮溶液内180分钟至240分钟。在步骤S2中，该石墨靶材的碳原子蒸镀至该经前处理的碳毡的表面20分钟至120分钟。在步骤S3中，该准分子雷射溅镀方法是使用光源波长低于300nm的深紫外光作为雷射光源，脉冲宽度是介于30ns至40ns之间，以及脉冲能量是介于40mJ/pulse至100mJ/pulse之间。在另一个具体实施例中，该脉冲能量是介于45mJ/pulse至75mJ/pulse之间。
本实施例通过准分子雷射溅镀方法可增加该经石墨烯改质的碳毡电极的表面粗糙度，并降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，借以提升该经石墨烯改质的碳毡电极的表面亲水性、降低电阻值和电阻率，以及提高该经石墨烯改质的碳毡电极的导电性、电流密度及电容量等效果。
在一个具体实施例中，该雷射光源是一个氟化氪雷射。
在一个具体实施例中，该石墨烯薄膜的厚度是介于10nm至50nm之间。
在一个具体实施例中，本发明的经石墨烯改质的碳毡电极的制备方法所制得的经石墨烯改质的碳毡电极，包括一个碳毡及一个石墨烯改质层，该石墨烯改质层是覆盖于该碳毡的表面，且该经石墨烯改质的碳毡电极的表面的石墨烯ID/IG比值是介于0.1至0.25之间。在另一个具体实施例中，该经石墨烯改质的碳毡电极的表面的石墨烯ID/IG比值为0.2。
在一个具体实施例中，该经石墨烯改质的碳毡电极的表面的石墨烯具有介于70度至90度之间的水接触角。在另一个具体实施例中，该经石墨烯改质的碳毡电极的表面的石墨烯具有75度的水接触角。
请参照图2所示，其是本发明的液流电池的一个具体实施例，包括一个质子交换膜1、两个该经石墨烯改质的碳毡电极2、两个双极板3、两个液流框板4、两个集电板5及一个电池框6。该质子交换膜1、该经石墨烯改质的碳毡电极2、该双极板3、该液流框板4以及该集电板5是设置于该电池框6内部，且自该质子交换膜1的两侧分别依序设置该经石墨烯改质的碳毡电极2、该双极板3、该液流框板4以及该集电板5。
本实施例通过增加电解液与该经石墨烯改质的碳毡电极的反应面积，以及降低该经石墨烯改质的碳毡电极的表面上石墨烯镀膜的缺陷，达到提升液流电池的导电性、电流密度、电容量以及使用寿命。
为了证实通过本发明所提供的经石墨烯改质的碳毡电极的方法确实能通过准分子雷射的技术手段，达到提升该经石墨烯改质的碳毡电极的表面亲水性、降低电阻值和电阻率，以及提高导电性、电流密度、电容量，以及延长液流电池的使用寿命的效果，进行以下的试验：
【制备例1】
将三片尺寸各为2cmcm×2cm cm(厚度t:0.6cmcm)的碳毡置于丙酮溶液内，浸泡10分钟后，以去离子水清洗碳毡，之后将经洗净的碳毡放置于玻璃培养皿内，并置入100℃烘箱内烘干4小时，以获得经前处理的碳毡。
将浓硝酸与浓盐酸以1：3的体积比例混合，以配制硝基盐酸(王水)。将经前处理的碳毡浸泡于王水内12小时、24小时或36小时后，分别以去离子水清洗经酸处理的碳毡，之后将各经酸处理的碳毡放置于玻璃培养皿内，并置入100℃烘箱内烘干4小时，以分别获得经酸处理的第一碳毡、第二碳毡及第三碳毡。
【制备例2】
将三片尺寸各为2cm×2cm(厚度t:0.6cm)的碳毡置于丙酮溶液内，浸泡10分钟后，以去离子水清洗碳毡，之后将经洗净的碳毡放置于玻璃培养皿内，并置入100℃烘箱内烘干4小时，以获得经前处理的碳毡。
将经前处理的碳毡置于500℃的大气环境下3小时、6小时或12小时，以分别获得经热处理的第四碳毡、第五碳毡及第六碳毡。
【制备例3】
将四片尺寸各为2cm×2cm(厚度t:0.6cm)的碳毡置于丙酮溶液内，浸泡10分钟后，以去离子水清洗碳毡，之后将经洗净的碳毡放置于玻璃培养皿内，并置入100℃烘箱内烘干4小时，以获得经前处理的碳毡。
将各经前处理的碳毡置入一个腔体内，并抽真空，通过物理气相沉积法以电子束将纯度为99％以上且尺寸为30cm×10.9cm×1cm的石墨靶材加热约10至15分钟，以使石墨靶材达到气化温度，并将石墨靶材的碳原子蒸镀至该经前处理的碳毡的表面30、40、50及60分钟，使该经前处理的碳毡的表面上分别形成厚度为10nm、20nm、30nm及40nm的石墨烯薄膜，以得到具有该石墨烯薄膜的碳毡，且该具有石墨烯薄膜的碳毡的表面温度为400℃。之后，自腔体取出该具有石墨烯薄膜的碳毡，并以雷射光源为氟化氪且波长为248nm的深紫外光准分子雷射(型号为Lambda Physik,Compex 110，德国)、脉冲宽度(full-width-half-magnitude,FWHM)为35ns及脉冲能量为75mJ/pulse的条件的准分子雷射溅镀方法照射该具有该石墨烯薄膜的碳毡的表面的石墨烯薄膜，使该石墨烯薄膜的π键的键结断裂，以分别获得经石墨烯改质的第七碳毡、第八碳毡、第九碳毡及第十碳毡。
【实例1】
利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM，型号为Hitachi S-3000N)，以500倍、1000倍、3000倍及5000倍的放大倍率观察原始碳毡、经前处理的碳毡及第一碳毡至第六碳毡的表面粗糙度。如图3至图10所示，经酸处理的第一碳毡至第三碳毡的表面纤维、经热处理的第四碳毡至第六碳毡的表面纤维相较于原始碳毡的表面纤维更为粗糙，显示酸处理或热处理能够提升碳毡的表面亲水性。
利用光学显微镜(optical microscope,OM，型号为Olympus CX-41)，以500倍的放大倍率观察原始碳毡、经酸处理的第三碳毡及经石墨烯改质的第七碳毡至第十碳毡的表面纤维。如图11所示，结果显示经石墨烯改质的第七碳毡至第十碳毡的表面纤维相较于原始碳毡的表面纤维及经酸处理的第三碳毡更为粗糙，显示经石墨烯改质的第七碳毡至第十碳毡相较于经酸处理的第三碳毡具有更佳的表面亲水性。
【实例2】
将原始碳毡及制备例1至3所获得的经前处理的碳毡、第一碳毡、第二碳毡、第三碳毡、第四碳毡、第五碳毡、第六碳毡、第七碳毡、第八碳毡、第九碳毡及第十碳毡分别夹于两铜板之间，以测试原始碳毡、经前处理的碳毡及第一碳毡至第十碳毡的电阻值及电阻率。如下表1所示，第八碳毡、第九碳毡及第十碳毡相较于原始碳毡、经前处理的碳毡及第一碳毡至第六碳毡具有较低的电阻值及电阻率，结果显示相较于原始碳毡、经前处理、经酸处理或经热处理的碳毡，通过石墨烯镀膜及准分子雷射的技术手段处理碳毡，能够明显降低碳毡的电阻值及电阻率，达到提升导电性的功效。
表1、原始碳毡、经前处理的碳毡及第一至第十碳毡的电阻值及电阻率检测结果
【实例3】
利用拉曼光谱仪(Renishaw BR010-02-B inVia confocal Raman microscope)检测第八碳毡经准分子雷射溅镀前的D峰与G峰(ID/IG)比值与经准分子雷射溅镀后的ID/IG比值，如图12所示，D峰与D’峰分别出现在介于1270cm-1至1450cm-1之间及1620cm-1处，是代表石墨烯缺陷及原子排列混乱度的特征峰；G峰则出现于1580cm-1附近，是sp2杂化碳原子含量的特征峰，第八碳毡经准分子雷射溅镀前的ID/IG比值约为0.7，经准分子雷射溅镀后的ID/IG比值降为约0.2，显示碳毡表面上的石墨烯薄膜经准分子雷射照射后，能够明显降低碳毡表面上的石墨烯镀膜的缺陷，并提升石墨烯镀膜的均匀性。
【实例4】
利用拉曼光谱仪检测第八碳毡经脉冲能量为45mJ/pulse、55mJ/pulse及75mJ/pulse的条件的准分子雷射溅镀方式照射碳毡的表面的石墨烯薄膜前与后的ID/IG比值，如图13所示，第八碳毡经脉冲能量为45mJ/pulse的准分子雷射溅镀前的ID/IG比值约为0.7，经准分子雷射溅镀后的ID/IG比值降为约0.6；第八碳毡经脉冲能量为55mJ/pulse的准分子雷射溅镀前的ID/IG比值约为0.7，经准分子雷射溅镀后的ID/IG比值降为约0.36；以及，第八碳毡经脉冲能量为75mJ/pulse的准分子雷射溅镀前的ID/IG比值约为0.7，经准分子雷射溅镀后的ID/IG比值降为约0.25。结果显示，以脉冲能量为45mJ/pulse、55mJ/pulse及75mJ/pulse的条件的准分子雷射溅镀方式照射碳毡的表面的石墨烯薄膜，能有效地降低第八碳毡的ID/IG比值。
【实例5】
利用一个固定高度的针筒，以约20厘米的距离在第七碳毡、第八碳毡、第九碳毡及第十碳毡的表面上各滴一滴水珠，并利用相机拍下侧视图，再以软体量测水滴与表面的接触角。结果显示，第七碳毡、第八碳毡、第九碳毡及第十碳毡的水接触角分别为87.3度、85.9度、80.2度及75.4度。
由实例1至实例5的结果显示，通过准分子雷射溅镀方法照射具有该石墨烯薄膜的碳毡的表面的石墨烯薄膜所得到的经石墨烯改质的碳毡，具有更为粗糙的碳毡的表面纤维，能够降低碳毡的电阻值及电阻率、提升碳毡的表面的亲水性以及降低碳毡表面上的石墨烯镀膜的缺陷，借以提升石墨烯镀膜的均匀性。因此，将通过本发明的经石墨烯改质的碳毡电极的制备方法所获得的经石墨烯改质的碳毡电极应用于液流电池，能够通过增加电解液与该经石墨烯改质的碳毡电极的反应面积，以及降低碳毡电极表面上的石墨烯镀膜的缺陷，实现提升液流电池的导电性、电流密度及电容量，并提高液流电池的使用寿命等功效。
Claims (10)
1.一种经石墨烯改质的碳毡电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
齐备一个碳毡，将该碳毡浸泡于丙酮溶液内180分钟至240分钟，再以去离子水清洗该碳毡，并将该碳毡烘干，以获得一个经前处理的碳毡；
将该经前处理的碳毡置入一个真空腔体内，以物理气相沉积法将一个石墨靶材的碳原子蒸镀至该经前处理的碳毡的表面，使该经前处理的碳毡的表面上形成一个石墨烯薄膜，并获得一个具有该石墨烯薄膜的碳毡；以及，
利用准分子雷射溅镀方法照射该石墨烯薄膜，以获得一个经石墨烯改质的碳毡电极；
其中，该准分子雷射溅镀方法是使用光源波长低于300 nm的深紫外光作为雷射光源，脉冲宽度是介于30 ns至40 ns之间，以及脉冲能量是介于40 mJ/pulse至100 mJ/pulse之间。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该脉冲能量是介于45 mJ/pulse至75mJ/pulse之间。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该将该石墨靶材的碳原子蒸镀至该经前处理的碳毡的表面的时间是介于20分钟至120分钟之间。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该雷射光源是一个氟化氪雷射。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该石墨烯薄膜的厚度是介于10 nm至50nm之间。
6.一种经石墨烯改质的碳毡电极，通过如权利要求1至5中任一项所述的制备方法所制得，其特征在于，包括一个碳毡及一个石墨烯改质层，该石墨烯改质层是覆盖于该碳毡的表面，且该石墨烯改质层的ID/IG比值是介于0.1至0.25之间。
7.如权利要求6所述的经石墨烯改质的碳毡电极，其特征在于，该石墨烯改质层的ID/IG比值为0.2。
8.如权利要求6所述的经石墨烯改质的碳毡电极，其特征在于，该石墨烯改质层具有介于70度至90度之间的水接触角。
9.如权利要求8所述的经石墨烯改质的碳毡电极，其特征在于，该石墨烯改质层具有75度的水接触角。
10.一种液流电池，其特征在于，包括一个质子交换膜、两个如权利要求6至9中任一项所述的经石墨烯改质的碳毡电极、两个双极板、两个液流框板、两个集电板及一个电池框；其中，该质子交换膜、该经石墨烯改质的碳毡电极、该双极板、该液流框板，以及该集电板设置于该电池框内部，且自该质子交换膜的两侧分别依序设置该经石墨烯改质的碳毡电极、该双极板、该液流框板以及该集电板。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW108143957A TWI702752B (zh) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 經石墨烯改質之碳氈電極及其製備方法及包含該碳氈電極之液流電池 |
| TW108143957 | 2019-12-02 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112993288A true CN112993288A (zh) | 2021-06-18 |
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| CN202011071741.0A Pending CN112993288A (zh) | 2019-12-02 | 2020-10-09 | 经石墨烯改质的碳毡电极、制备方法及包括其的液流电池 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114441718A (zh) * | 2021-03-15 | 2022-05-06 | 南方科技大学 | 低维材料制备与结构物性分析系统及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106571444A (zh) * | 2015-10-13 | 2017-04-19 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 二次电池负极极板的制造方法 |
| CN107579259A (zh) * | 2017-08-14 | 2018-01-12 | 重庆大学 | 一种石墨烯改性碳毡的制备方法 |
-
2019
- 2019-12-02 TW TW108143957A patent/TWI702752B/zh active
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2020
- 2020-10-09 CN CN202011071741.0A patent/CN112993288A/zh active Pending
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| CN114441718A (zh) * | 2021-03-15 | 2022-05-06 | 南方科技大学 | 低维材料制备与结构物性分析系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI702752B (zh) | 2020-08-21 |
| TW202123515A (zh) | 2021-06-16 |
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