MOF基超級電容器制備與測試虛拟仿真實驗 下載

1、實驗目的(de)：
     1、了解超級電容器的(de)儲能原理(lǐ)和(hé)電極組裝步驟;
     2、熟練掌握電極測試方法和(hé)結果分析.
2、實驗原理(lǐ)：
     本實驗項目采用MOF這種具有(yǒu)電化學(xué)活性的(de)材料組裝超級電容器電極。其儲能機(jī)理(lǐ)
是以氧化還原反應為(wèi)基礎的(de)赝電容超級電容器。在電極材料表面附近電極材料和(hé)電解質發生
可(kě)逆的(de)氧化還原反應。反應産生的(de)電子(zǐ)在電解質/電極界面上傳遞，這種電荷轉移過程使赝電
容材料得到比雙電層電容更高(gāo)的(de)能量密度。但和(hé)雙電層電容相比赝電容的(de)功率密度低(dī)，因為(wèi)
化學(xué)反應比物理(lǐ)過程慢。此外，氧化還原反應發生在電極上，多次循環後赝電容超級電容器
穩定性變差。常用赝電容材料有(yǒu)雜原子(zǐ)摻雜的(de)碳質材料，過渡金屬氧化物、硫化物、氫氧化
物和(hé)導電聚合物等。以金屬氧化物為(wèi)例計算其理(lǐ)論比電容,如(rú)以下公式：

                                           
      其中n是氧化還原反應過程轉移的(de)平均電子(zǐ)數，F為(wèi)法拉第常數，M為(wèi)金屬氧化物的(de)摩
爾質量，V為(wèi)電壓窗口。
     本實驗項目通過仿真技術，着重模拟超級電容器電極測試過程電極在不同電壓掃速下的(de)
電流變化；恒電流情況下電極充放電電壓随時間的(de)變化情況；以及電極在一(yī)個頻率不同的(de)小
振幅的(de)交流電勢波，測量交流電勢與電流信号的(de)比值（此比值即為(wèi)系統的(de)阻抗）随正弦波頻
率ω的(de)變化。
3、實驗內(nèi)容：
     1.通過水熱合成法制備Zn-Ni基MOF。
     2.空氣退火處理(lǐ)得到過渡金屬氧化物（ZnO-NiO）。
     3.用刮塗法将電極材料制作電極。
     4.用電化學(xué)工作站測試制備成功的(de)電極材料的(de)性能，分析測試結果。