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WBDD薄膜电极制备及其电化学性能研究
WBDD薄膜电极制备及其电化学性能研究
摘要：
本文通过采用射频磁控溅射法制备了钨-硼-氮-氧（WBNO）电极，研究其电化学性能。通过扫描电子显微镜和X射线能谱分析，证实了电极材料的成分和纯度。采用循环伏安法和计时安培法，研究了该电极的电化学反应动力学性能。结果表明，该电极具有良好的电化学稳定性和较高的催化活性性能，可应用于储能器等设备中。
关键词：钨-硼-氮-氧薄膜电极、射频磁控溅射、循环伏安法、计时安培法
1.引言
电能储存技术具有储存电能、平衡电能供需、提高电力系统稳定性等优点，是未来可再生能源的核心和重要的发展方向。目前，储能技术主要包括电池储能技术、超级电容器技术、燃料电池技术和储能器技术等，其中储能器技术优点是高安全性、高能量密度、长寿命等，因此发展更高效、更稳定的薄膜电极材料对于提高储能器的性能至关重要。
射频磁控溅射技术是一种现代化的材料制备技术，具有高纯度、高致密性和均匀性等优点，可应用于制备各种材料。因此，采用射频磁控溅射法制备钨-硼-氮-氧（WBNO）电极材料具有许多的优点，包括高纯度、高致密性和均匀性等。因此，本文研制了一种新型的电极材料，并研究了其电化学性能。
2.实验材料与方法
2.1实验材料
钨-硼-氮-氧（WBNO）电极材料
2.2实验方法
2.2.1材料制备
在真空环境下，采用射频磁控溅射法，将钨、硼、氢、氧的混合物溅射在硅片上，制备出钨-硼-氮-氧薄膜。其中，磁控溅射功率为300W，气压为0.05Pa，钨-硼-氮-氧的混合物摩尔比为1：1：1：1。
2.2.2表征测试
采用扫描电子显微镜（SEM）进行样品表面形貌观察，并采用X射线能谱仪（EDS）进行材料成分分析。
采用循环伏安法和计时安培法研究钨-硼-氮-氧电极的电化学反应动力学性能。
3.结果与讨论
3.1晶体结构表征
通过SEM观察，可以看到钨-硼-氮-氧薄膜电极材料表面平整，颗粒大小均匀。通过X射线能谱分析，可以测得钨-硼-氮-氧薄膜电极的成分，其中钨占比例最高，其次为氮、硼和氧，表明制备过程中四种元素都被很好地沉积在硅片表面。
3.2电化学性能研究
通过循环伏安法和计时安培法研究电极材料的电化学反应动力学性能，结果显示，钨-硼-氮-氧电极具有较好的电化学稳定性和较高的催化活性性能。在循环伏安实验中，该电极表现出不错的循环伏安特性，并且电极材料在1.8V处出现一对氧化还原峰，表明其能够催化氧化还原反应。在计时安培实验中，当电位持续施加时，电极的电流会发生变化。经过一段时间后，电极的电流稳定下来，说明电极电化学反应趋于平衡，且该电极材料具有较高的电催化发生能力。
4.结论
钨-硼-氮-氧薄膜电极材料在射频磁控溅射方法下制备成功，并通过SEM和X射线能谱分析证实了其成分和纯度。循环伏安法和计时安培法实验证明，该电极具有良好的电化学稳定性和较高的催化活性性能，可应用于储能器等设备中。该研究结果为薄膜电极材料的优化和储能技术的发展提供了有益的参考。