【摘 要】
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电池作为储能器件和重要的能量来源,在各个领域中都发挥着举足轻重的作用。作为可循环使用的二次电池,锂离子电池在能源转换和大规模储能应用领域中占据主导,但由于锂资源的日益缺乏、有机电解液的易燃易爆、生产成本高及装配要求苛刻等问题的存在,锂离子电池的可持续性发展受到了极大的挑战。水性可充电二次电池应运而生,逐渐成为能源领域的研究和发展方向。水性可充电二次电池不需要苛刻的制备条件,制备成本低廉且电池工作过
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电池作为储能器件和重要的能量来源,在各个领域中都发挥着举足轻重的作用。作为可循环使用的二次电池,锂离子电池在能源转换和大规模储能应用领域中占据主导,但由于锂资源的日益缺乏、有机电解液的易燃易爆、生产成本高及装配要求苛刻等问题的存在,锂离子电池的可持续性发展受到了极大的挑战。水性可充电二次电池应运而生,逐渐成为能源领域的研究和发展方向。水性可充电二次电池不需要苛刻的制备条件,制备成本低廉且电池工作过程安全环保,显示出更加广阔的发展前景。其中,水性锌离子电池是近年来发展起来的一种新兴的二次电池,由于锌丰度高、环境友好、价廉、安全性高、理论比容量高以及Zn2+/Zn较低的氧化还原电位等优势而备受关注。近年来,形形色色的电子产品不断问世,对于微型便携柔性器件的需求也随之而来。因而,在储能设备的设计与应用方面也提出了更高的要求。凝胶聚合物电解质(GPE)具有柔性和保液性,在电池中可起到电解质和隔膜的双重作用,是具有广阔应用前景的智能材料。但凝胶电解质仍存在力学性能差和低温条件冻结而无法正常工作的问题,因此,亟需开发新型高效凝胶电解质材料。针对以上问题,本论文以环境友好的生物质材料海藻酸钠(SA)作为基体材料设计和制备GPE:(1)将氧化石墨烯引入SA与聚丙烯酰胺形成的双网络结构,通过一步法制备凝胶电解质(SAG)。与常规的水系电解液(LE)相比,SAG组装的水系锌离子电池表现出良好的电化学稳定性。在1 C倍率下循环500圈后,SAG电池放电比容量保留率为63.3%,库伦效率接近100%,而LE电池的容量保留率仅为33.2%。SAG电池循环后的负极锌相对平整,SEM和EDS图像证明其有效抑制了锌枝晶的形成。(2)将丙烯酰胺单体及两性离子单体共聚接枝到SA主链上制备抗冻凝胶电解质(SAS)应用于水系锌离子电池,电化学性能稳定且优异。两性离子的特殊结构与盐的强烈水合作用,使凝胶电解质的凝结温度降低,在-20℃不冻结且可以正常充放电。同时,两性离子的加入促进了离子迁移,SAS在-20℃表现出较高的离子电导率(10.38 m S cm-1)。进一步探究了装配有SAS的水系锌离子电池作为柔性储能装置在-20℃下的应用,证明了SAS良好的耐低温性能和广阔的实际应用前景。
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随着太阳能、风能等技术的快速发展,能源储存和大规模储能技术的应用显得尤为重要。二次电池技术以其简便、灵活、快捷等优点引起了广泛重视。在过去的二十年间,虽然非水系的锂离子电池已经普遍作为主要储能体系,但是由于资源短缺、成本上涨以及安全性问题等限制了它在大规模储能方面的深入发展。与非水系电池相比,水系电池以水溶剂为电解液,有着安全、廉价等优点,可以满足大规模储能应用的绝大多数要求。在这些水系电池中,水
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水系锌离子电池(AZIBs)由于具有安全、廉价和高功率密度等特点被认为是未来锂离子电池替代品之一。AZIBs主要由锌金属负极、弱酸性或中性含水电解质、隔膜和有机正极材料等组成。AZIBs除了拥有含水电解质外,另一个显著特点是使用比金属锂更加安全的金属锌作为负极。锌负极材料存在一些缺陷,对锌负极材料进行改性从而获取高性能AZIBs,是近年来锌离子电池的研究重点之一。从锌负极界面电化学、锌枝晶产生及解
代谢综合征(MS)是一组因机体多种物质代谢紊乱而产生的证候群,以血脂紊乱、中心性肥胖、血压升高、糖耐量异常及胰岛素抵抗为主要临床表现。随着人们饮食结构、生活习惯等方面的改变,MS的发病率日益增高,患病人群亦趋于年轻化,是糖尿病、动脉粥样硬化、冠心病、高脂血症、肝硬化及某些癌症等多种疾病发病的重要因素。中心性肥胖和胰岛素抵抗是被公认的重要致病因素,目前关于MS及其各个组分的发病机制尚未被充分认识。代
γ-氨基丁酸(GABA)是哺乳动物中枢神经系统中一种重要的抑制性神经递质,具有降血压、降血氨、抗抑郁和改善睡眠等多种生理功能,在医药、食品及化工等领域应用广泛。目前,GABA主要是通过大肠杆菌、枯草芽孢杆菌及乳酸菌等耐酸细菌进行制备。细菌合成GABA的过程由其染色体上的谷氨酸脱羧酶系统(GAD system)所介导,包含两个关键蛋白:位于细胞质中的谷氨酸脱羧酶(Gad B或Gad A)和位于细胞膜
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