New Carbon Based Materials for Electrochemical Energy Storage Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Barsukov, Igor V. (EDT)/ Johnson, Christopher S. (EDT)/ Doninger, Joseph E. (EDT)/ Barsukov, Vyaches

出品人:

页数:523

译者:

出版时间:

价格:1073.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9781402048111

丛书系列:

图书标签:

• Carbon Materials
• Electrochemical Energy Storage
• Batteries
• Supercapacitors
• Electrocatalysis
• Nanomaterials
• Energy Materials
• Electrochemistry
• Carbon Nanotubes
• Graphene

好的，以下是为您准备的图书简介，旨在详细介绍一本聚焦于传统无机材料在先进储能技术中的应用的专著，完全避开“New Carbon Based Materials for Electrochemical Energy Storage Systems”所涵盖的内容。 --- 专著名称：高熵氧化物与钙钛矿结构：驱动下一代固态电解质与催化剂的无机前沿 书籍简介 本专著深入探讨了在电化学储能和转化领域中，以高熵氧化物（High-Entropy Oxides, HEOs）和钙钛矿（Perovskites）结构为代表的复杂无机材料体系所展现出的革命性潜力。本书旨在为材料科学家、化学工程师以及从事能源系统研发的专业人士提供一个全面、深入的知识框架，专注于如何通过精准的晶格工程和元素设计，突破当前基于传统材料的性能瓶颈。 全书结构严谨，从基础理论出发，逐步深入到前沿的应用实例，重点聚焦于离子导体、电荷转移界面调控以及高温催化反应三大核心领域。 第一部分：复杂无机骨架的理论基石与结构调控 本部分首先建立了理解复杂无机材料行为的理论基础。我们避开了对碳基材料的讨论，转而专注于点缺陷化学、晶格应力场以及局域有序/无序对材料宏观性能的影响。 第一章：高熵氧化物 (HEOs) 的晶格动力学与缺陷工程 本章详细阐述了五元或更多阳离子混合的氧化物体系，即HEOs的“高熵”效应——包括大混合熵驱动的结构稳定性、延迟扩散路径的形成、以及局域结构畸变（LSD）对电荷传输的影响。重点分析了通过调节不同价态金属离子的比例，如何实现对电子电导率和离子电导率的独立调控。我们深入探讨了“迟滞扩散”机制在这些材料中如何促进快速离子迁移，并详细介绍了使用X射线吸收精细结构（XAFS）和中子衍射来解析其无序结构中瞬态短程有序性的实验方法。 第二章：钙钛矿结构 (ABX₃) 的结构-性能关联 本章聚焦于钙钛矿化合物，特别是氧基（如锰酸盐、钴酸盐）和卤素基体系。我们从Goldschmidt容忍因子和B位点离子尺寸/电负性的角度，系统性地分析了如何通过A位和B位点的元素替换，精确控制晶格常数、晶格畸变程度以及电子带结构的能级位置。书中详尽讨论了相稳定性和相变动力学在热力学驱动下的电化学应用中的关键作用，尤其是在高/低温工作环境下的稳定性。 第二部分：固态电解质与界面革命 本部分是全书的核心，集中展示了HEOs和钙钛矿如何重塑固态电化学储能的未来，尤其关注界面阻抗的最小化。 第三章：基于复杂氧化物的超级离子导体 本章系统回顾了基于烧结陶瓷的固态电解质的最新进展。重点介绍了几种突破性的HEO固态电解质（如MgAlLaNiO体系的衍生相）和高性能钙钛矿型氧化物（如Li₇La₃Zr₂O₁₂家族的结构优化）。我们详细分析了颗粒边界电阻的根源，并提出了原位致密化技术和界面相匹配策略来降低总欧姆电阻。书中包含了对电化学阻抗谱（EIS）数据的深度解析，用以区分晶粒内和晶界上的离子传输机制。 第四章：电极/电解质界面物理化学 本章专门讨论固态电池（SSB）中至关重要的电化学界面问题。针对锂、钠等碱金属离子电池体系，我们探讨了钙钛矿氧化物作为界面缓冲层（Interfacial Buffer Layer）的应用，以抑制界面副反应和枝晶生长。通过透射电子显微镜（TEM）结合能量色散X射线谱（EDS）分析，本书展示了如何揭示界面处形成的阻抗层（SEI/CEI的无机对应物）的化学成分、厚度和晶体结构，并提出了通过共沉淀法或原子层沉积（ALD）对界面进行钝化修饰的具体路线图。 第三部分：催化剂与电化学转化系统 本部分将视角从储能转向电化学转化，展示了这些无机材料在能源转换中的关键作用。 第五章：钙钛矿氧化物在析氧反应（OER）中的应用 本章深入剖析了过渡金属钙钛矿（如钴酸盐、镍酸盐）作为高效析氧催化剂的潜力。重点讨论了B位点元素价态的动态变化在催化循环中的作用，以及晶格氧参与的机制（Lattice Oxygen Mediated Mechanism）如何显著降低过电位。书中详尽对比了在酸性、中性及碱性电解质中，钙钛矿结构中A位或B位点缺陷对催化活性中心的电子结构重构效应。 第六章：高熵氧化物在二氧化碳还原（CO₂RR）中的多相催化 本书最后一部分探讨了HEOs在多相催化领域的应用，特别是对$ ext{CO}_2$电化学还原反应的催化。我们阐述了HEOs的多物种共存如何促进中间产物吸附能的精细调控，从而提高对特定产物（如CO或甲酸）的选择性。书中包含了对原位拉曼光谱和质谱联用技术在解析催化剂表面活性位点演变过程中的应用案例分析。 总结 《高熵氧化物与钙钛矿结构：驱动下一代固态电解质与催化剂的无机前沿》是一本面向研究生的进阶参考书和科研人员的工具书。它提供了一个非碳基、高稳定性和高功能集成的材料设计理念，为开发下一代固态电池、燃料电池以及高效电化学反应器提供了坚实的材料科学基础和前瞻性的设计思路。本书的理论深度与实验细节相结合，致力于推动复杂无机材料在可持续能源技术中的实际转化与应用。

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