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一步驟合成鈷鋁層狀雙氫氧化物電極用於能量轉換與儲存

為了解決C250 C300的問題，作者曹均 這樣論述：

隨著能源枯竭與環保意識的抬頭，眾人目光的焦點也逐漸放在如何儲存能源並開發新興綠色能源。層狀雙氫氧化物 (Layered Double Hydroxide, LDH) 在能源轉換與儲存領域中是個充滿前景的材料。本研究利用水熱法使CoAl-LDH合成於鈦基材上，隨後再進行高溫鍛燒以形成CoAl-LDH薄膜電極，此方法不需要額外的黏著劑且不受限於基材的種類，利用水熱反應時間與溫度控制花瓣狀材料的大小，由掃描式電子顯微鏡與循環伏安法關注其結構與比電容值，確定最佳水熱反應條件，分別為120℃與12小時，隨後改變鍛燒溫度，製作出三種不同的CoAl-LDH薄膜電極，並命名為CoAl-LDH-120-12-

cz，z為鍛燒溫度。CoAl-LDH-120-12-cz是一典型類水滑石結構；藉由X射線光電子能譜得知其化學組成與電子價數，由程式升溫還原反應檢測屬氧化物的耗氫量與還原反應的難易度。利用電化學檢測，得知CoAl-LDH-120-12-c300的比電容值高達68.57 F/cm3，並擁有相對良好的循環壽命（經100次充放電循環後仍維持95%的電容量）與最低的電荷傳遞電阻；析氧反應實驗結果顯示CoAl-LDH-120-12-c250僅需424 mV的過電勢即可產生2 mA/cm2的電流密度，而且相對穩定；額外，以相同的實驗條件透過掃描式電子顯微鏡判斷本出材料的附著狀況不會隨著基材而改變。作為電極，

CoAl-LDH-120-12-c300具有較長的循環壽命與較佳的比電容值；作為電催化劑，CoAl-LDH-120-12-c250在鹼性環境是個優秀的析氧反應催化劑，最後，透過成本分析，發現單片CoAl-LDH薄膜電極僅耗費43.2元。本研究所製備的CoAl-LDH不僅能作為偽電容，也能作為電水解中析氧反應的電催化劑，能有效降低反應的過電壓，CoAl-LDH有著環境友善、製程簡易與成本低廉等優點，是個具發展潛能的能量轉換與儲存設備。