304 ڪيپيلري ٽيوب نانو ڪمپوزائٽس تي ٻڌل ٽنگسٽن آڪسائيڊ/فولريني جي طور تي اليڪٽرروڪيٽالسٽس ۽ پراسيٽڪ VO2+/VO2+ جي رد عمل جي ملاوٽ ۾

Nature.com گهمڻ لاءِ توهان جي مهرباني.توھان استعمال ڪري رھيا آھيو برائوزر ورزن محدود CSS سپورٽ سان.بهترين تجربي لاءِ، اسان سفارش ڪريون ٿا ته توهان هڪ اپڊيٽ ٿيل برائوزر استعمال ڪريو (يا انٽرنيٽ ايڪسپلورر ۾ مطابقت واري موڊ کي بند ڪريو).اضافي طور تي، جاري حمايت کي يقيني بڻائڻ لاء، اسان سائيٽ کي بغير اسٽائل ۽ جاوا اسڪرپٽ ڏيکاريون ٿا.
هڪ ئي وقت ۾ ٽي سلائڊن جو ڪارسيل ڏيکاري ٿو.اڳيون ۽ اڳيون بٽڻ استعمال ڪريو ھڪڙي وقت ۾ ٽن سلائڊن ذريعي ھلڻ لاءِ، يا ھڪ وقت ۾ ٽن سلائڊن ذريعي ھلڻ لاءِ آخر ۾ سلائيڊر بٽڻ استعمال ڪريو.

اسٽينلیس سٹیل 304 ڪوئل ٽيوب ڪيميائي ساخت

304 اسٽينلیس اسٽيل ڪوئل ٽيوب هڪ قسم جو آسٽنيٽڪ ڪروميم-نيڪل مصر آهي.اسٽينلیس سٹیل 304 ڪوئل ٽيوب ٺاهيندڙ جي مطابق، ان ۾ مکيه جزو Cr (17%-19%)، ۽ Ni (8%-10.5%) آهي.سنکنرن جي مزاحمت کي بهتر بڻائڻ لاءِ، Mn (2٪) ۽ سي (0.75٪) جون ننڍيون مقدارون آهن.

اسٽينلیس سٹیل 304 ڪوئل ٽيوب ميڪيڪل پراپرٽيز

304 stainless اسٽيل coil ٽيوب جي مشيني خاصيتون هيٺ ڏنل آهن:

• تناسلي طاقت: ≥515MPa
• پيداوار جي طاقت: ≥205MPa
• ڊگھائي: ≥30%

اسٽينلیس سٹیل 304 ڪوئل ٽيوب جون ايپليڪيشنون ۽ استعمال

وينڊيم ريڊڪس فلو بيٽرين جي نسبتا اعلي قيمت (VRFBs) انهن جي وسيع استعمال کي محدود ڪري ٿي.VRFB جي طاقت جي کثافت ۽ توانائي جي ڪارڪردگي کي وڌائڻ لاء اليڪٽرڪ ڪيميائي رد عملن جي ڪينيٽيڪس کي بهتر ڪيو وڃي، ان ڪري VRFB جي kWh قيمت گھٽائي ٿي.هن ڪم ۾، هائيڊروٿرمل طور تي ٺهيل هائيڊريٽ ٽنگسٽن آڪسائيڊ (HWO) نانو ذرات، C76 ۽ C76/HWO، ڪاربان ڪپڙي جي اليڪٽروڊس تي جمع ڪيا ويا ۽ VO2+/VO2+ ريڊڪس ردعمل لاءِ electrocatalysts طور آزمايا ويا.فيلڊ ايميشن اسڪيننگ اليڪٽران مائڪرو اسپيڪٽرو اسڪوپي (FESEM)، توانائي منتشر ايڪس ري اسپيڪٽروڪوپي (EDX)، هاءِ ريزوليوشن ٽرانسميشن اليڪٽران مائڪرو اسڪوپي (HR-TEM)، ايڪس ري ڊفراڪشن (XRD)، ايڪس ري فوٽو اليڪٽران اسپيڪٽروسکوپي (XPS)، انفراريڊ فويئر ٽرانسفارم اسپيڪٽروڪوپي (FTIR) ۽ رابطي جي زاوي جي ماپ.اهو معلوم ڪيو ويو آهي ته HWO ۾ C76 fullerene جو اضافو اليڪٽرروڊ جي ڪينيٽيڪس کي وڌائي سگھي ٿو VO2+/VO2+ ريڊڪس ردعمل جي حوالي سان چالکائي وڌائي ۽ ان جي مٿاڇري تي آڪسيجن تي مشتمل فنڪشنل گروپ مهيا ڪندي.HWO/C76 جامع (50 wt% C76) ΔEp جي 176 mV سان VO2+/VO2+ رد عمل لاءِ سڀ کان وڌيڪ موزون ثابت ٿيو 365 mV جي مقابلي ۾ غير علاج ٿيل ڪاربان ڪپڙو (UCC).ان کان علاوه، HWO/C76 جامع ڏيکاريو پرجيجي ڪلورين ارتقاء جي رد عمل جي اهم نمائش W-OH فنڪشنل گروپن جي ڪري.
شديد انساني سرگرمين ۽ تيز صنعتي انقلاب سبب بجليءَ جي گهرج اڻپوري وڌي وئي آهي، جيڪا هر سال 3 سيڪڙو جي حساب سان وڌي رهي آهي.ڏهاڪن تائين، توانائي جي ذريعن جي طور تي فوسل ايندھن جو وسيع استعمال گرين هائوس گيس جي اخراج جو سبب بڻيو، گلوبل وارمنگ، پاڻي ۽ فضائي آلودگي جي ڪري، سڄي ماحولياتي نظام کي خطرو آهي.نتيجي طور، 2050 تائين صاف قابل تجديد توانائي ۽ شمسي توانائي جو حصو ڪل بجلي جي 75 سيڪڙو تائين پهچڻ جو منصوبو آهي.تنهن هوندي، جڏهن قابل تجديد توانائي جي پيداوار ڪل بجلي جي پيداوار جي 20 سيڪڙو کان وڌيڪ ٿي وڃي ٿي، گرڊ غير مستحڪم ٿي وڃي ٿو 1. موثر توانائي اسٽوريج سسٽم جي ترقي هن ​​منتقلي لاء اهم آهي، ڇاڪاڻ ته انهن کي ضرورت کان وڌيڪ بجلي کي ذخيرو ڪرڻ ۽ سپلائي ۽ طلب ۾ توازن رکڻ گهرجي.
سڀني انرجي اسٽوريج سسٽمن ۾ جيئن ته هائبرڊ وينڊيم ريڊڪس فلو بيٽريون 2، سڀ وينڊيم ريڊڪس فلو بيٽريون (VRFBs) انهن جي ڪيترن ئي فائدن جي ڪري سڀ کان وڌيڪ ترقي يافته آهن3 ۽ ڊگهي مدي واري توانائي اسٽوريج (~ 30 سال) لاءِ بهترين حل سمجهيا وڃن ٿا.قابل تجديد توانائي جي ذريعن جو استعمال 4.اهو طاقت ۽ توانائي جي کثافت جي علحدگي، تيز ردعمل، ڊگهي زندگي ۽ $65/kWh جي نسبتاً گهٽ سالياني قيمتن جي ڪري آهي، جڏهن ته لي-آئن ۽ ليڊ ايسڊ بيٽرين لاءِ $93-140/kWh ۽ 279-420 USD/kWh جي مقابلي ۾./kWh بيٽريون ترتيب وار 4.
بهرحال، انهن جي وسيع تجارتي ڪرڻ جاري آهي نسبتا اعلي سسٽم سرمائي جي خرچن جي ڪري، خاص طور تي بيٽري پيڪ 4,5 جي ڪري.اهڙيء طرح، بيٽري جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ سان ٻه اڌ سيل ردعمل جي ڪينيٽيڪس کي وڌائڻ سان بيٽري جي سائيز کي گھٽائي سگھي ٿي ۽ اھڙيء طرح قيمت گھٽائي سگھي ٿي.تنهن ڪري، اليڪٽرروڊ جي مٿاڇري تي تيز اليڪٽران جي منتقلي جي ضرورت آهي، اليڪٽرروڊ جي ڊيزائن، ساخت ۽ ساخت تي منحصر آهي، جنهن کي احتياط سان بهتر ڪيو وڃي.جيتوڻيڪ ڪاربان تي ٻڌل اليڪٽروڊس ۾ سٺي ڪيميائي ۽ اليڪٽررو ڪيميڪل استحڪام ۽ سٺي برقي چالکائي هوندي آهي، پر جيڪڏهن ان جو علاج نه ڪيو وڃي ته، انهن جي ڪينيٽيڪس آڪسيجن جي ڪم ڪندڙ گروپن ۽ هائيڊروفيلسيٽي 7,8 جي غير موجودگي جي ڪري سست ٿي ويندي.تنهن ڪري، مختلف electrocatalysts ڪاربن اليڪٽرروڊس، خاص طور تي ڪاربان نانو اسٽريچرز ۽ ميٽيل آڪسائيڊز سان گڏ ڪيا ويا آهن، ٻنهي اليڪٽروڊس جي ڪينيٽيڪس کي بهتر بڻائڻ لاءِ، ان ڪري VRFB اليڪٽروڊس جي ڪينيٽيڪس کي وڌائي ٿو.
ڪيتريون ئي ڪاربان مواد استعمال ڪيا ويا آهن، جهڙوڪ ڪاربان پيپر 9، ڪاربان نانوٽوبس 10,11,12,13، گرافين تي ٻڌل نانو اسٽريچر 14,15,16,17، ڪاربان نانوفائبر 18 ۽ ٻيا 19,20,21,22,23، سواءِ فلرين خاندان جي. .C76 تي اسان جي پوئين مطالعي ۾، اسان پهريون ڀيرو ٻڌايو ته هن فلرين جي شاندار اليڪٽرڪ ڪيٽالائيٽڪ سرگرمي VO2+/VO2+ ڏانهن، گرميءَ سان علاج ٿيل ۽ غير علاج ٿيل ڪاربان ڪپڙي جي مقابلي ۾، چارج جي منتقلي جي مزاحمت 99.5٪ ۽ 97٪24 کان گهٽجي وئي.C76 جي مقابلي ۾ VO2+/VO2+ ردعمل لاءِ ڪاربان مواد جي ڪيٽيليٽڪ ڪارڪردگي جدول S1 ۾ ڏيکاريل آهي.ٻئي طرف، ڪيترن ئي ڌاتو آڪسائيڊس جهڙوڪ CeO225، ZrO226، MoO327، NiO28، SnO229، Cr2O330 ۽ WO331، 32، 33، 34، 35، 36، 37، 38 استعمال ڪيا ويا آهن انهن جي وڌندڙ ويٽيجن جي مواد جي ڪري.گروپ.ٽيبل S2 انهن ڌاتو آڪسائيڊز جي ڪيٽيليٽڪ ڪارڪردگي ڏيکاري ٿو VO2+/VO2+ ردعمل ۾.WO3 وڏي تعداد ۾ ڪمن ۾ استعمال ڪيو ويو آھي ان جي گھٽ قيمت، تيزابيت واري ميڊيا ۾ اعلي استحڪام، ۽ اعلي ڪيٽيليٽڪ سرگرمي 31,32,33,34,35,36,37,38.بهرحال، WO3 ڪيٿوڊ ڪينيٽيڪس ۾ ٿورو سڌارو ڏيکاريو.WO3 جي چالکائي کي بهتر ڪرڻ لاء، مثبت اليڪٽرروڊ سرگرمي تي گھٽ ٽنگسٽن آڪسائيڊ (W18O49) استعمال ڪرڻ جو اثر آزمائيو ويو 38.Hydrated tungsten oxide (HWO) ڪڏهن به VRFB ايپليڪيشنن ۾ آزمائي نه وئي آهي، جيتوڻيڪ اهو سپر ڪيپيسيٽر ايپليڪيشنن ۾ اعلي سرگرمي ڏيکاريو ويو آهي ڇاڪاڻ ته اينهائيڊس WOx39,40 جي مقابلي ۾ تيز ڪيشن ڊفيوژن جي ڪري.ٽيون نسل آل-وينڊيم ريڊڪس فلو بيٽري استعمال ڪري ٿي مخلوط ايسڊ اليڪٽرولائيٽ جو ٺهيل HCl ۽ H2SO4 بيٽري جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ ۽ اليڪٽرولائٽ ۾ وينڊيم آئنز جي حل ۽ استحڪام کي بهتر ڪرڻ لاءِ.تنهن هوندي به، پارسياتي ڪلورين جي ارتقاء جو ردعمل ٽئين نسل جي نقصانن مان هڪ بڻجي چڪو آهي، تنهنڪري کلورين جي تشخيص جي رد عمل کي دٻائڻ جا طريقا ڳولڻ ڪيترن ئي تحقيقاتي گروپن جو ڪم بڻجي چڪو آهي.
هتي، VO2+/VO2+ رد عمل جا تجربا ڪيا ويا HWO/C76 ڪمپوزٽس تي ڪاربان ڪپڙي جي اليڪٽروڊس تي جمع ڪيل ڪمپوزائٽس جي برقي چالکائي ۽ اليڪٽرروڊ مٿاڇري تي ريڊڪس ردعمل ڪينيٽيڪس جي وچ ۾ توازن ڳولڻ جي لاءِ جڏهن ته پاراسٽڪ ڪلورين جي جمع کي دٻايو ويو.ردعمل (KVR).هائيڊريٽ ٿيل ٽنگسٽن آڪسائيڊ (HWO) نانو ذرات هڪ سادي هائيڊروٿرمل طريقي سان ٺهيل هئا.تجربا هڪ مخلوط ايسڊ اليڪٽرولائٽ (H2SO4/HCl) ۾ ڪيا ويا ته جيئن ٽئين نسل جي VRFB (G3) کي سهولت لاءِ ۽ HWO جي اثر جي تحقيق ڪرڻ لاءِ پرازي ڪلورين جي ارتقا جي رد عمل 42 تي.
وينڊيم (IV) سلفيٽ آڪسائيڊ هائيڊريٽ (VOSO4، 99.9٪، Alfa-Aeser)، سلفورڪ ايسڊ (H2SO4)، هائڊروڪلورڪ ايسڊ (HCl)، ڊيميٿيلفارمائيڊ (DMF، سگما-آلڊرچ)، پولي وينائلائيڊين فلورائيڊ (PVDF، سگما-آلڊريچ) Tungsten oxide dihydrate (Na2WO4، 99٪، Sigma-Aldrich) ۽ هائيڊروفيلڪ ڪاربن ڪپڙي ELAT (فيول سيل اسٽور) هن مطالعي ۾ استعمال ڪيا ويا.
هائيڊريٽيڊ ٽنگسٽن آڪسائيڊ (HWO) هڪ هائيڊروٿرمل رد عمل ذريعي تيار ڪيو ويو جنهن ۾ 2 گرام Na2WO4 لوڻ کي 12 ml HO ۾ گھليو ويو جيستائين بي رنگ محلول حاصل ڪيو وڃي، ۽ پوءِ 12 ml 2 M HCl شامل ڪيو ويو ڊراپ وائز تي جيستائين هلڪو پيلو معطل حاصل ڪيو ويو.معطليهائيڊروٿرمل رد عمل هڪ ٽيفلون ڪوٽيڊ اسٽينلیس سٹیل آٽوڪليو ۾ هڪ تندور ۾ 180 ºC تي 3 ڪلاڪن تائين ڪيو ويو.فلٽريشن ذريعي رهجي ويو، 3 ڀيرا ايٿانول ۽ پاڻي سان ڌويو ويو، تندور ۾ 70 ° C تي ~ 3 h لاءِ خشڪ ڪيو ويو، ۽ پوءِ نيرو-گرين HWO پائوڊر حاصل ڪرڻ لاءِ گرائونڊ ڪيو ويو.
حاصل ڪيل (غير علاج ٿيل) ڪاربان ڪپڙو اليڪٽرروڊس (سي سي ٽي) ان صورت ۾ استعمال ڪيا ويا هئا جن ۾ اهي حاصل ڪيا ويا هئا يا هڪ ٽيوب فرنس ۾ 450 ڊگري سينٽي گريڊ تي 10 ڪلاڪ لاءِ 15 ڊگري سينٽي گريڊ في منٽ جي گرمي پد تي هوا ۾ گرميءَ جو علاج ڪيو ويو هو. علاج ٿيل UCC (TCC) حاصل ڪريو، s ساڳيو ئي اڳوڻو ڪم 24. UCC ۽ TCC تقريبن 1.5 سينٽي ويڪر ۽ 7 سينٽي ڊگهو اليڪٽروڊس ۾ ڪٽيا ويا.C76, HWO, HWO-10% C76, HWO-30% C76 ۽ HWO-50% C76 جون معطليون 20 mg فعال مادي پائوڊر ۽ 10 wt% (~2.22 mg) PVDF بائنڊر کي ~ 1 ml ۾ شامل ڪري تيار ڪيون ويون. DMF ۾ تيار ۽ 1 ڪلاڪ لاء sonicated هڪجهڙائي کي بهتر ڪرڻ لاء.ان کان پوءِ 2 ملي گرام C76، HWO ۽ HWO-C76 مرکبات لڳ ڀڳ 1.5 cm2 تي UCC فعال اليڪٽرروڊ ايريا تي لاڳو ڪيا ويا.سڀئي ڪيٽالسٽس يو سي سي اليڪٽروڊس تي لوڊ ڪيا ويا ۽ ٽي سي سي صرف مقابلي جي مقصدن لاءِ استعمال ڪيو ويو، جيئن اسان جي پوئين ڪم ڏيکاريو آهي ته گرمي جي علاج جي ضرورت ناهي 24.وڌيڪ هڪجهڙائي لاءِ 100 µl معطلي (لوڊ 2 ملي گرام) کي برش ڪرڻ سان تاثر قائم ڪيو ويو.ان کان پوء سڀني اليڪٽروڊس کي 60 ° C تي رات جي اوون ۾ خشڪ ڪيو ويو.صحيح اسٽاڪ لوڊ ڪرڻ کي يقيني بڻائڻ لاءِ اليڪٽروڊس اڳ ۽ بعد ۾ ماپيا ويندا آهن.هڪ خاص جاميٽري ايريا (~ 1.5 cm2) حاصل ڪرڻ ۽ ڪيپيلري اثر جي ڪري اليڪٽروڊس ڏانهن وينڊيم اليڪٽرولائٽ جي اڀار کي روڪڻ لاءِ، پيرافين جي ٿلهي پرت کي فعال مواد تي لاڳو ڪيو ويو.
هڪ فيلڊ ايميشن اسڪيننگ اليڪٽران خوردبيني (FESEM، Zeiss SEM الٽرا 60.5 kV) استعمال ڪيو ويو HWO سطح جي مورفولوجي کي ڏسڻ لاءِ.Feii8SEM (EDX، Zeiss AG) سان ليس توانائي منتشر ايڪس ري اسپيڪٽروڪوپي استعمال ڪئي وئي HWO-50٪ C76 عناصر کي UCC اليڪٽروڊس تي نقشي ڪرڻ لاءِ.هڪ هاءِ ريزوليوشن ٽرانسميشن اليڪٽران مائڪرو اسڪوپ (HR-TEM، JOEL JEM-2100) 200 kV جي تيز رفتار وولٽيج تي ڪم ڪندي HWO ذرڙن جي اعليٰ ريزوليوشن تصويرون ۽ تفاوت رينگز حاصل ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو.Crystallographic Tool Box (CrysTBox) سافٽ ويئر استعمال ڪريو HWO تفاوت انگن جو تجزيو ڪرڻ لاءِ ringGUI فنڪشن استعمال ڪندي ۽ نتيجن جو مقابلو ڪريو XRD ماڊل سان.UCC ۽ TCC جي ڍانچي ۽ گرافائيزيشن کي X-ray diffraction (XRD) ذريعي 5° کان 70° تائين 2.4°/min جي اسڪين جي شرح سان Cu Kα (λ = 1.54060 Å) سان پيناليٽيڪل ايڪس ري ڊفراڪٽو ميٽر استعمال ڪيو ويو.(ماڊل 3600).XRD ڏيکاري ٿو کرسٽل جي جوڙجڪ ۽ HWO جا مرحلا.PANalytical X'Pert HighScore سافٽ ويئر استعمال ڪيو ويو HWO چوٽي کي ٽنگسٽن آڪسائيڊ نقشن سان ملائڻ لاءِ جيڪو ڊيٽابيس 45 ۾ موجود آهي.HWO نتيجن جي ڀيٽ ڪريو TEM نتيجن سان.HWO نموني جي ڪيميائي ساخت ۽ حالت ايڪس ري فوٽو اليڪٽران اسپيڪٽروڪوپي (XPS، ESCALAB 250Xi، ThermoScientific) ذريعي طئي ڪئي وئي.CASA-XPS سافٽ ويئر (v 2.3.15) استعمال ڪيو ويو چوٽي ڊيڪونولوشن ۽ ڊيٽا جي تجزيو لاءِ.Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR، Perkin Elmer class KBr FTIR اسپيڪٽروميٽر استعمال ڪندي) ماپون ڪيون ويون ته HWO ۽ HWO-50٪ C76 جي مٿاڇري جي فنڪشنل گروپن کي طئي ڪرڻ لاءِ.نتيجن جي ڀيٽ ڪريو XPS نتيجن سان.رابطي جي زاويه جي ماپ (KRUSS DSA25) پڻ استعمال ڪيا ويا اليڪٽروڊز جي ويٽبلٽي کي خاص ڪرڻ لاء.
سڀني برقي ڪيميائي ماپن لاء، هڪ حياتياتي SP 300 ورڪ اسٽيشن استعمال ڪيو ويو.سائڪلڪ وولٽميٽري (CV) ۽ اليڪٽررو ڪيميڪل امپيڊنس اسپيڪٽروڪوپي (EIS) استعمال ڪيا ويا VO2+/VO2+ redox ردعمل جي اليڪٽروڊ ڪينيٽيڪس ۽ رد عمل جي شرح تي ريگينٽ ڊفيوژن (VOSO4 (VO2+)) جو اثر.ٻئي ٽيڪنالاجيون 0.1 M VOSO4 (V4+) جي اليڪٽرولائيٽ ڪنسنٽريشن سان 1 M H2SO4 + 1 M HCl (مخلوط تيزاب) ۾ ٽن اليڪٽرروڊ سيل استعمال ڪن ٿيون.پيش ڪيل سڀ اليڪٽرڪ ڪيميڪل ڊيٽا IR درست ڪيا ويا آهن.هڪ سنتر ٿيل ڪيلومل اليڪٽرروڊ (SCE) ۽ هڪ پلاٽينم (Pt) ڪوئل استعمال ڪيا ويا حوالا ۽ انسداد اليڪٽرروڊ، ترتيب سان.CV لاءِ، اسڪين جي شرح (ν) جي 5، 20، ۽ 50 mV/s کي لاڳو ڪيو ويو امڪاني ونڊو (0–1) V تي SCE جي مقابلي ۾ VO2+/VO2+، پوءِ درست ڪيو ويو SHE پيماني تي پلاٽ (VSCE = 0.242) HSE سان واسطو رکندڙ V).اليڪٽرروڊ سرگرمي جي برقرار رکڻ جي تحقيق ڪرڻ لاء، يو سي سي، TCC، UCC-C76، UCC-HWO ۽ UCC-HWO-50٪ C76 تي ν برابر 5 mV / s تي هڪ CV ريچل ڪيو ويو.VO2+/VO2+ redox ردعمل لاءِ EIS جي ماپن لاءِ، 0.01-105 Hz جي فريڪوئنسي رينج ۽ 10 mV جي اوپن سرڪٽ وولٹیج (OCV) خرابي استعمال ڪئي وئي.هر تجربي کي 2-3 ڀيرا ورجايو ويو ته جيئن نتيجن جي تسلسل کي يقيني بڻائي سگهجي.متضاد شرح مستقل (k0) حاصل ڪيا ويا نڪولسن طريقي سان 46,47.
Hydrated tungsten oxide (HVO) ڪاميابيءَ سان hydrothermal طريقي سان ٺھيل آھي.تصوير ۾ SEM تصوير.1a ڏيکاري ٿو ته جمع ٿيل HWO 25-50 nm جي رينج ۾ ذرڙن جي سائيز سان گڏ نانو ذرات جي ڪلستر تي مشتمل آهي.
HWO جو X-ray تفاوت جو نمونو ڏيکاري ٿو چوٽيون (001) ۽ (002) بالترتيب ~23.5° ۽ ~47.5° تي، جيڪي نان اسٽوچيوميٽري WO2.63 (W32O84) (PDF 077-0810، a = 21.4°) جي خصوصيت آهن. b = 17.8 Å، c = 3.8 Å، α = β = γ = 90°)، جيڪو ان جي ظاهري نيري رنگ سان ملندو آهي (تصوير 1b)48,49.ٻيون چوٽيون لڳ ڀڳ 20.5°، 27.1°، 28.1°، 30.8°، 35.7°، 36.7° ۽ 52.7° تي آهن (140)، (620)، (350)، (720)، (740)، (560).۽ (970) تفاوت جهاز، ترتيبوار، 49 آرٿومبڪ WO2.63.Songara et al.43 هڪ سفيد پيداوار حاصل ڪرڻ لاء ساڳيو مصنوعي طريقو استعمال ڪيو، جيڪو WO3 (H2O) 0.333 جي موجودگي سان منسوب ڪيو ويو.تنهن هوندي، هن ڪم ۾، مختلف حالتن جي ڪري، هڪ نيري-گرين پيداوار حاصل ڪئي وئي، WO3 (H2O) 0.333 (PDF 087-1203، a = 7.3 Å، b = 12.5 Å، c = 7.7) جي گڏيل موجودگي کي Å ۾. , α = β = γ = 90°) ۽ ٽنگسٽن آڪسائيڊ جي گھٽيل شڪل.X'Pert HighScore سافٽ ويئر سان نيم مقداري تجزيو ڏيکاريو ويو 26% WO3(H2O)0.333: 74% W32O84.W32O84 کان وٺي W6+ ۽ W4+ (1.67:1 W6+:W4+) تي مشتمل آهي، W6+ ۽ W4+ جو اندازي مطابق مواد 72% W6+ ۽ 28% W4+ آهي.SEM تصويرون، 1-سيڪنڊ XPS اسپيڪٽرا نيوڪليس سطح تي، TEM تصويرون، FTIR اسپيڪٽرا ۽ C76 ذرات جو رامان اسپيڪٽرا اسان جي پوئين پيپر 24 ۾ پيش ڪيا ويا.Kawada et al.50,51 جي مطابق، C76 جو X-ray diffraction pattern toluene کي ختم ڪرڻ کان پوءِ FCC جي monoclinic ڍانچي کي ڏيکاري ٿو.
تصوير ۾ SEM تصويرون.2a ۽ b ڏيکاريو HWO ۽ HWO-50٪ C76 جي ڪامياب جمع ۽ يو سي سي اليڪٽروڊس جي ڪاربان فائبر جي وچ ۾.ٽنگسٽن، ڪاربان ۽ آڪسيجن جو عنصري نقشو SEM تصوير ۾ تصوير 2c ۾ ڏيکاريل آهي.2d-f ڏيکاري ٿو ته ٽنگسٽن ۽ ڪاربان هڪجهڙائي سان ملايا ويا آهن (هڪ ساڳي ورڇ ڏيکاريندي) اليڪٽروڊ جي مٿاڇري تي ۽ مجموعي طور تي جمع نه ڪيو ويو آهي.ورن جي طريقي جي فطرت جي ڪري.
جمع ٿيل HWO ذرات جي SEM تصويرون (a) ۽ HWO-C76 ذرات (b).EDX ميپنگ HWO-C76 تي UCC تي اپلوڊ ڪئي وئي تصوير ۾ علائقو استعمال ڪندي (c) نموني ۾ ٽنگسٽن (ڊي)، ڪاربان (اي)، ۽ آڪسيجن (f) جي ورڇ ڏيکاري ٿي.
HR-TEM استعمال ڪيو ويو اعلي ميگنيفڪيشن اميجنگ ۽ ڪرسٽاللوگرافڪ معلومات لاءِ (شڪل 3).HWO نانوڪوب مورفولوجي کي ظاهر ڪري ٿو جيئن تصوير 3a ۾ ڏيکاريل آهي ۽ وڌيڪ واضح طور تي شڪل 3b ۾.منتخب ٿيل علائقي جي تفاوت لاءِ نانوڪوب کي ميگنائي ڪرڻ سان، بريگ جي قانون کي اطمينان ڏيڻ واري گريٽنگ ڍانچي ۽ تفاوت جهازن کي تصور ڪري سگهجي ٿو جيئن تصوير 3c ۾ ڏيکاريل آهي، مواد جي ڪرسٽلنيٽي جي تصديق ڪندي.تصوير 3c جي انسيٽ ۾ ڏيکاري ٿو فاصلو d 3.3 Å (022) ۽ (620) تفاوت جهازن جي ترتيب سان WO3 (H2O) 0.333 ۽ W32O84، 43، 44، 49 مرحلن ۾.هي مٿي ڏنل XRD تجزيي (Fig. 1b) سان هڪجهڙائي رکي ٿو ڇو ته مشاهدو ڪيل گريٽنگ جهاز جي فاصلي ڊي (Fig. 3c) HWO نموني ۾ مضبوط ترين XRD چوٽي سان ملندڙ جلندڙ آهي.انگن اکرن جا نمونا پڻ انجير ۾ ڏيکاريا ويا آهن.3d، جتي هر انگوزي هڪ الڳ جهاز سان ملندو آهي.WO3(H2O)0.333 ۽ W32O84 جهاز ترتيب وار اڇا ۽ نيري رنگ جا آهن، ۽ انهن سان لاڳاپيل XRD چوٽيون پڻ تصوير 1b ۾ ڏيکاريل آهن.انگن واري نموني ۾ ڏيکاريل پهريون انگو (022) يا (620) تفاوت جهاز جي ايڪس-ري نموني ۾ پهرين نشان لڳل چوٽي سان ملندو آهي.(022) کان (402) انگن تائين، 3.30، 3.17، 2.38، 1.93، ۽ 1.69 Å جا ڊي فاصلا مليا، جيڪي 3.30، 3.17، 2.45، 1.93 ۽ .1.66 جي XRD قدرن سان مطابقت رکن ٿا.Å، 44، 45، ترتيب سان.
(a) HWO جي HR-TEM تصوير، (b) ھڪڙي وڏي تصوير ڏيکاري ٿي.گريٽنگ جهازن جون تصويرون (c) ۾ ڏيکاريل آهن، ۽ inset (c) جهازن جي وڏي تصوير ڏيکاري ٿي ۽ (002) ۽ (620) جهازن سان ملندڙ وقفو d 0.33 nm.(d) HWO انگوزي جو نمونو ڏيکاري ٿو جهازن سان لاڳاپيل WO3 (H2O) 0.333 (اڇو) ۽ W32O84 (نيري) مرحلن سان.
ٽنگسٽن جي سطح جي ڪيمسٽري ۽ آڪسائيڊريشن جي حالت کي طئي ڪرڻ لاء ايڪس پي ايس تجزيو ڪيو ويو (شڪل S1 ۽ 4).Synthesized HWO جي وسيع رينج XPS اسڪين جو اسپيڪٽرم تصوير ۾ ڏيکاريو ويو آهي.S1، ٽنگسٽن جي موجودگي کي ظاهر ڪري ٿو.مکيه W 4f ۽ O 1s سطحن جي XPS تنگ-اسڪين اسپيڪٽرا تصوير ۾ ڏيکاريل آهن.4a ۽ ب، ترتيب سان.W 4f اسپيڪٽرم کي ٻن اسپن مدار ڊبلٽس ۾ ورهايو ويو آهي جيڪو آڪسائيڊريشن اسٽيٽ W جي پابند توانائي سان مطابقت رکي ٿو. چوٽيون W 4f5/2 ۽ W 4f7/2 37.8 ۽ 35.6 eV جي پابند توانائي تي W6+ سان تعلق رکن ٿيون، ۽ چوٽيون W. 4f5/2 ۽ W 4f7/2 36.6 ۽ 34.9 eV تي ترتيب وار W4+ رياست جا خاصيتون آهن.آڪسائيڊريشن اسٽيٽ (W4+) جي موجودگي غير اسٽوچيوميٽرڪ WO2.63 جي ٺهڻ جي وڌيڪ تصديق ڪري ٿي، جڏهن ته W6+ جي موجودگي WO3 (H2O) 0.333 جي ڪري اسٽوچيوميٽرڪ WO3 جي نشاندهي ڪري ٿي.فٽ ٿيل ڊيٽا ڏيکاري ٿي ته W6+ ۽ W4+ جو ايٽمي فيصد بالترتيب 85% ۽ 15% هئا، جيڪي نسبتاً ويجھا هئا قدرن جي ڀيٽ ۾ تخميني XRD ڊيٽا، ٻن ٽيڪنالاجين جي وچ ۾ فرق کي ڏنو ويو.ٻئي طريقا مقدار جي معلومات مهيا ڪن ٿا گھٽ درستگي سان، خاص طور تي XRD.ان کان علاوه، ٻه طريقا مواد جي مختلف حصن جو تجزيو ڪن ٿا ڇو ته XRD هڪ بلڪ طريقو آهي جڏهن ته XPS هڪ سطحي طريقو آهي جيڪو صرف چند نانو ميٽر تائين پهچي ٿو.O 1s اسپيڪٽرم 533 (22.2٪) ۽ 530.4 eV (77.8٪) تي ٻن چوٽي ۾ ورهايل آهي.پهريون OH سان ملندو آهي، ۽ ٻيو WO ۾ لٽيس ۾ آڪسيجن بانڊ سان.OH فنڪشنل گروپن جي موجودگي HWO جي هائيڊريشن ملڪيت سان مطابقت رکي ٿي.
انهن ٻن نمونن تي هڪ FTIR تجزيي پڻ ڪئي وئي هئي فنڪشنل گروپن جي موجودگي کي جانچڻ لاءِ ۽ هائيڊريٽ ٿيل HWO ڍانچي ۾ هموار ٿيل پاڻي جي ماليڪيولز.نتيجن مان ظاهر ٿئي ٿو ته HWO-50٪ C76 نموني ۽ FT-IR HWO جا نتيجا HWO جي موجودگي جي ڪري هڪجهڙا نظر اچن ٿا، پر چوٽي جي شدت مختلف نموني جي مختلف مقدار جي ڪري مختلف آهي، ڇاڪاڻ ته تجزيي جي تياري دوران استعمال ٿيل نموني (تصوير 5a). ).HWO-50% C76 سڀ فلرين 24 چوٽيون ڏيکاريل آھن سواءِ ٽنگسٽن آڪسائيڊ چوٽي جي.تصوير ۾ تفصيلي.5a ڏيکاري ٿو ته ٻنهي نمونن ~ 710/cm تي هڪ تمام مضبوط وسيع بينڊ ڏيکاري ٿو، HWO لٽيس ساخت ۾ OWO اسٽريچنگ وائبريشن سان منسوب ڪيو ويو آهي، ۽ 840/cm تي هڪ مضبوط ڪلهي، WO ڏانهن منسوب آهي.~1610/cm تي تيز بينڊ OH جي موڙيندڙ وائبريشن سان لاڳاپيل آهي، ۽ ~3400/cm تي وسيع جذب بينڊ هائيڊروڪسيل گروپ43 ۾ OH جي اسٽريچنگ وائبريشن سان لاڳاپيل آهي.اهي نتيجا Fig. 4b ۾ XPS اسپيڪٽرم سان مطابقت رکن ٿا، جتي WO فنڪشنل گروپ VO2+/VO2+ ردعمل لاءِ فعال سائيٽون مهيا ڪري سگھن ٿا.
HWO ۽ HWO-50٪ C76 جو FTIR تجزيو (a) فنڪشنل گروپن ۽ رابطي جي زاوي جي ماپ ڏيکاريندي (b، c).
OH گروپ پڻ VO2+/VO2+ رد عمل کي متحرڪ ڪري سگهي ٿو، ان ڪري اليڪٽرروڊ جي هائيڊروفيلڪٽي کي وڌائي ٿو، ان ڪري ڦهلائڻ ۽ اليڪٽران جي منتقلي جي شرح کي وڌايو وڃي ٿو.HWO-50٪ C76 نموني هڪ اضافي C76 چوٽي ڏيکاري ٿو جيئن شڪل ۾ ڏيکاريل آهي.~ 2905، 2375، 1705، 1607، ۽ 1445 cm3 تي چوٽيون CH، O=C=O، C=O، C=C، ۽ CO اسٽريچنگ وائبريشنز کي ترتيب ڏئي سگھجن ٿيون.اهو مشهور آهي ته آڪسيجن فنڪشنل گروپ C=O ۽ CO وينڊيم جي ريڊڪس ردعمل لاء فعال مرڪز طور ڪم ڪري سگهن ٿا.ٻن اليڪٽروڊز جي ويٽبلٽي کي جانچڻ ۽ موازنہ ڪرڻ لاءِ، رابطي جي زاويه جي ماپ استعمال ڪئي وئي جيئن تصوير 5b، سي ۾ ڏيکاريل آهي.HWO اليڪٽرروڊ فوري طور تي پاڻي جي بوندن کي جذب ڪري ٿو، جيڪو موجود OH فنڪشنل گروپن جي ڪري سپر هائيڊروفيلڪٽي کي ظاهر ڪري ٿو.HWO-50% C76 وڌيڪ هائيڊروفوبڪ آهي، 10 سيڪنڊن کان پوءِ اٽڪل 135° جي رابطي واري زاوي سان.بهرحال، برقي ڪيميائي ماپن ۾، HWO-50٪ C76 اليڪٽرروڊ مڪمل طور تي هڪ منٽ کان به گهٽ ۾ ويٽ ڪيو ويو.ويٽيبلٽي جي ماپ XPS ۽ FTIR نتيجن سان مطابقت رکي ٿي، اهو مشورو ڏئي ٿو ته HWO مٿاڇري تي وڌيڪ OH گروپ ان کي نسبتا وڌيڪ هائيڊروفيلڪ ٺاهيندا آهن.
VO2+/VO2+ HWO ۽ HWO-C76 نانو ڪمپوزائٽس جا رد عمل آزمايا ويا ۽ اميد ڪئي وئي ته HWO کلورين گيس جي ارتقا کي دٻائي ڇڏيندو جيڪا VO2+/VO2+ جي رد عمل دوران ٿيندي آهي مخلوط تيزاب ۾، جڏهن ته C76 وڌيڪ گهربل VO2+/ VO2 کي وڌيڪ متحرڪ ڪندو.HWO معطليون جن ۾ 10%، 30% ۽ 50% C76 لاڳو ڪيا ويا هئا UCC electrodes تي لڳ ڀڳ 2 mg/cm2 جي ڪل لوڊ سان.
جيئن تصوير ۾ ڏيکاريل آهي.6، اليڪٽرروڊ مٿاڇري تي VO2+/VO2+ ردعمل جي ڪينيٽيڪس کي مخلوط تيزابي اليڪٽرولائٽس ۾ CV استعمال ڪندي جانچيو ويو.ΔEp ۽ Ipa/Ipc جي مقابلي کي آسان ڪرڻ لاءِ ڪرنٽ کي I/Ipa طور ڏيکاريو ويو آھي.مختلف ڪيٽالسٽس سڌو سنئون شڪل مان حاصل ڪيا ويا آهن.موجوده ايريا يونٽ ڊيٽا تصوير 2S ۾ ڏيکاريل آهي.انجير تي.شڪل 6a ڏيکاري ٿو ته HWO اليڪٽرروڊ مٿاڇري تي VO2+/VO2+ ريڊڪس ردعمل جي اليڪٽران جي منتقلي جي شرح کي ٿورڙو وڌائي ٿو ۽ پرازي ڪلورين ارتقا جي رد عمل کي دٻائي ٿو.بهرحال، C76 خاص طور تي اليڪٽران جي منتقلي جي شرح کي وڌائي ٿو ۽ کلورين ارتقاء جي رد عمل کي وڌائي ٿو.تنهن ڪري، HWO ۽ C76 جي صحيح جوڙجڪ سان هڪ پيچيده کي بهترين سرگرمي ۽ کلورين جي رد عمل کي روڪڻ جي اعلي صلاحيت هجڻ گهرجي.اهو معلوم ڪيو ويو ته C76 مواد کي وڌائڻ کان پوء، اليڪٽرروڊ جي اليڪٽرڪ ڪيميائي سرگرمي بهتر ٿي، جيئن ته ΔEp ۾ گهٽتائي ۽ Ipa / Ipc تناسب ۾ اضافو (ٽيبل S3) ۾ اضافو ٿيو.اهو پڻ تصديق ڪيو ويو RCT قدرن مان نڪتل Nyquist پلاٽ مان نڪتل تصوير. 6d (ٽيبل S3) ۾، جتي اهو معلوم ٿيو ته RCT اقدار C76 جي وڌندڙ مواد سان گهٽجي ويا.اهي نتيجا پڻ لي جي مطالعي سان مطابقت رکن ٿا، جنهن ۾ ميسوپورس ڪاربان کي ميسوپورس WO3 ۾ شامل ڪرڻ VO2+/VO2+35 تي چارج جي منتقلي ڪينيٽيڪس کي بهتر بڻايو.اهو مشورو ڏئي ٿو ته هڪ مثبت رد عمل شايد اليڪٽرروڊ جي چالکائي تي وڌيڪ ڀاڙي ٿو (سي = سي بانڊ) 18,24,35,36,37.[VO(H2O)5]2+ ۽ [VO2(H2O)4]+ جي وچ ۾ ڪوآرڊينيشن جاميٽري ۾ تبديلي جي ڪري، C76 پڻ ٽشو توانائي کي گھٽائي ردعمل جي اوور اسٽرين کي گھٽائي سگھي ٿو.بهرحال، اهو ممڪن ناهي HWO الیکٹروڊس سان.
(a) مختلف HWO سان گڏ UCC ۽ HWO-C76 ڪمپوزٽس جو سائڪلڪ وولٽميٽرڪ رويو: C76 تناسب ۾ VO2+/VO2+ رد عمل ۾ 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl اليڪٽرولائٽ (ν = 5 mV/s).(b) Randles-Sevchik ۽ (c) نڪولسن جو VO2+/VO2+ طريقو diffusion ڪارڪردگيءَ جو اندازو لڳائڻ ۽ k0 قدر حاصل ڪرڻ لاءِ (d).
نه رڳو HWO-50% C76 تقريبن ساڳي Electrocatalytic سرگرمي جي نمائش ڪري رهيو هو جيئن C76 VO2+/VO2+ رد عمل لاءِ، پر وڌيڪ دلچسپ ڳالهه اها آهي ته هن C76 جي مقابلي ۾ کلورين گيس جي ارتقا کي پڻ دٻايو، جيئن شڪل ۾ ڏيکاريل آهي.6a، انجير ۾ ننڍو نيم دائرو ڏيکارڻ کان علاوه.6g (هيٺيون RCT).C76 HWO-50% C76 (ٽيبل S3) جي ڀيٽ ۾ هڪ اعلي ظاهري Ipa/Ipc ڏيکاريو، نه بهتر رد عمل جي موٽڻ جي ڪري، پر SHE جي مقابلي ۾ 1.2 V تي کلورين جي گھٽتائي جي چوٽي سان اوورليپ جي ڪري.HWO-50٪ C76 جي بهترين ڪارڪردگي منفي طور تي چارج ٿيل انتهائي conductive C76 ۽ HWO تي W-OH جي اعلي وابستگي ۽ ڪيٽيليٽڪ ڪارڪردگي جي وچ ۾ مطابقت سان منسوب ڪيو ويو آهي.جڏهن ته گهٽ کلورين جو اخراج مڪمل سيل جي چارجنگ ڪارڪردگي کي بهتر بڻائيندو، بهتر ڪينيٽيڪس مڪمل سيل وولٽيج جي ڪارڪردگي کي وڌائيندو.
مساوات S1 جي مطابق، هڪ اڌ موٽڻ واري (نسبتا طور تي سست اليڪٽران جي منتقلي) رد عمل جي لاءِ جيڪو ڊفيوژن ذريعي ڪنٽرول ڪيو ويندو آهي، چوٽي ڪرنٽ (IP) جو دارومدار اليڪٽرانن جي تعداد (n)، اليڪٽرروڊ ايريا (A)، ڊفيوشن ڪوفيشيٽ (D)، تعداد تي هوندو آهي. اليڪٽران جي منتقلي جي گنجائش (α) ۽ اسڪيننگ جي رفتار (ν).آزمائشي مواد جي ڦهلائڻ واري ڪنٽرول رويي جي مطالعي ڪرڻ لاء، IP ۽ ν1/2 جي وچ ۾ لاڳاپو پلاٽ ڪيو ويو ۽ تصوير 6b ۾ ڏيکاريو ويو.جيئن ته سڀئي مواد هڪ لڪير سان تعلق ڏيکاري ٿو، ردعمل کي ڦهلائڻ جي ذريعي ڪنٽرول ڪيو ويندو آهي.جيئن ته VO2+/VO2+ رد عمل اڌ موٽڻ لائق آهي، ان ڪري لڪير جي سلپ جو دارومدار تفاوت جي کوٽائي ۽ α (مساوات S1) جي قدر تي آهي.مسلسل diffusion coefficient (≈ 4 × 10–6 cm2/s)52 جي ڪري، لڪير جي سلپ ۾ فرق سڌو سنئون α جي مختلف قدرن کي ظاهر ڪري ٿو ۽ ان ڪري اليڪٽران جي مٿاڇري تي اليڪٽران جي منتقلي جي مختلف شرح، C76 ۽ HWO -50 سان. % C76، تيز ترين سلپ جي نمائش (سڀ کان وڌيڪ اليڪٽران جي منتقلي جي شرح).
گھٽ فريڪوئنسي واربرگ سلپ (W) ڏيکاريل آھي ٽيبل S3 (Fig. 6d) ۾ سڀني مواد لاءِ قدر 1 جي ويجھو آھي، redox ذرڙن جي مڪمل ڦهلاءُ کي ظاھر ڪري ٿو ۽ IP جي لڪير واري رويي جي تصديق ڪري ٿو ν1/2 CV لاءِ.ماپونHWO-50% C76 لاءِ، واربرگ سلپ وحدت کان 1.32 تائين انحراف ڪري ٿو، نه رڳو ري ايڪٽينٽس جي نيم لامحدود ڊفيوژن (VO2+) مان حصو ڏيڻ جو مشورو ڏئي ٿو، پر اليڪٽرروڊ پورسيٽي جي ڪري ڊفيوژن رويي ۾ ممڪن طور تي پتلي پرت وارو رويو پڻ.
VO2+/VO2+ redox ردعمل جي ريورسيبلٽي (اليڪٽران جي منتقلي جي شرح) جو وڌيڪ تجزيو ڪرڻ لاءِ، نڪولسن جي اڌ موٽڻ واري رد عمل جو طريقو پڻ استعمال ڪيو ويو معياري شرح مستقل k041.42 کي طئي ڪرڻ لاءِ.اهو ڪم ڪيو ويو آهي ΔEp جي فنڪشن جي طور تي ν−1/2 جي ڪم جي طور تي S2 مساوات استعمال ڪندي طول و عرض کان بغير ڪينيٽيڪ پيٽرولر Ψ کي.جدول S4 ڏيکاري ٿو نتيجو Ψ قدر هر اليڪٽرروڊ مواد لاءِ.نتيجن کي پلاٽ ڪريو (شڪل 6c) حاصل ڪرڻ لاءِ k0 × 104 cm/s (هر قطار جي اڳيان لکيل ۽ ٽيبل S4 ۾ پيش ڪيو ويو) هر پلاٽ جي سلپ لاءِ مساوات S3 استعمال ڪندي.HWO-50% C76 کي سڀ کان وڌيڪ سلپ (Fig. 6c) مليو ۽ ان ڪري سڀ کان وڌيڪ k0 قدر 2.47 × 10–4 cm/s.هن جو مطلب اهو آهي ته هي اليڪٽروڊ تيز ترين ڪينيٽيڪس مهيا ڪري ٿو CV ۽ EIS نتيجن سان مطابقت رکي ٿو انگن اکرن 6a ۽ ڊي ۽ ٽيبل S3 ۾.ان کان علاوه، k0 قدر پڻ حاصل ڪيا ويا Nyquist پلاٽ (Fig. 6d) جي مساوات S4 جي RCT ويلز (ٽيبل S3) استعمال ڪندي.EIS کان اهي k0 نتيجا جدول S4 ۾ اختصار ڪيا ويا آهن ۽ اهو پڻ ڏيکاري ٿو ته HWO-50٪ C76 ڏيکاري ٿو سڀ کان وڌيڪ اليڪٽران جي منتقلي جي شرح جي ڪري synergistic اثر جي ڪري.جيتوڻيڪ k0 جو قدر هر طريقي جي مختلف اصليت جي ڪري مختلف آهي، اهو اڃا تائين ساڳئي ترتيب جي شدت ڏيکاري ٿو ۽ تسلسل ڏيکاري ٿو.
مڪمل طور تي سمجھڻ لاءِ بھترين ڪينيٽيڪس جيڪي حاصل ڪري سگھجن ٿا، اھو ضروري آھي ته مناسب اليڪٽرروڊ مواد جو مقابلو ڪيو وڃي غير موزون ٿيل UCC ۽ TCC اليڪٽروڊس سان.VO2+/VO2+ رد عمل لاءِ، HWO-C76 نه رڳو گهٽ ۾ گهٽ ΔEp ۽ بهتر ريورسيبلٽي ڏيکاريو، پر TCC جي مقابلي ۾ پارسيٽڪ ڪلورين جي ارتقائي رد عمل کي به خاص طور تي دٻايو، جيئن OHA (تصوير 1) جي مقابلي ۾ 1.45 V تي هڪ اهم موجوده ڦوٽ جي نشاندهي ڪئي وئي آهي. 7a).استحڪام جي لحاظ کان، اسان فرض ڪيو ته HWO-50٪ C76 جسماني طور تي مستحڪم آهي ڇاڪاڻ ته ڪيٽالسٽ هڪ PVDF بائنر سان ملايو ويو ۽ پوء ڪاربان ڪپڙي جي اليڪٽرروڊس تي لاڳو ڪيو ويو.UCC لاءِ 50 mV جي مقابلي ۾، HWO-50% C76 150 سائيڪلن کان پوءِ 44 mV جي چوٽي شفٽ ڏيکاريو (تزلزل جي شرح 0.29 mV/سائيڪل) (شڪل 7b).اهو هڪ وڏو فرق نه ٿي سگهي ٿو، پر يو سي سي اليڪٽرروڊس جي ڪينيٽيڪس تمام سست آهي ۽ سائيڪل هلائڻ سان خراب ٿئي ٿي، خاص طور تي پوئتي رد عمل لاء.جيتوڻيڪ TCC جي موٽڻ واري صلاحيت UCC جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻي بهتر آهي، TCC کي 150 چڪر کان پوءِ 73 mV جي وڏي چوٽي شفٽ ملي وئي، جيڪا شايد ان جي مٿاڇري مان نڪرندڙ کلورين جي وڏي مقدار جي ڪري ٿي سگهي ٿي.انهي کي يقيني بڻائڻ لاءِ ته ڪيٽالسٽ اليڪٽرروڊ جي مٿاڇري تي چڱيءَ طرح عمل ڪري.جيئن ته جانچيل سڀني اليڪٽروڊس تي ڏسي سگھجي ٿو، ايستائين جو جن کي سپورٽ ٿيل ڪيٽالسٽس کان سواءِ سائيڪلنگ جي عدم استحڪام جي مختلف درجي جي نمائش ڪن ٿا، ان مان معلوم ٿئي ٿو ته سائيڪلنگ دوران چوٽي جي علحدگيءَ ۾ تبديليون ڪيٽالسٽ علحدگيءَ جي بجاءِ ڪيميائي تبديلين جي ڪري مادي غير فعال ٿيڻ سبب آهن.انهي سان گڏ، جيڪڏهن ڪيٽالسٽ ذرڙن جي هڪ وڏي مقدار کي اليڪٽرروڊ جي مٿاڇري کان الڳ ڪيو وڃي، ته اهو چوٽي جي علحدگيءَ ۾ هڪ اهم واڌارو آڻيندو (نه صرف 44 mV کان)، ڇاڪاڻ ته سبسٽريٽ (UCC) نسبتاً غير فعال آهي VO2+/VO2+ لاءِ. redox رد عمل.
CV جي مقابلي ۾ (a) ۽ ريڊڪس ردعمل جي استحڪام VO2 +/VO2 + (b) سي سي سي جي حوالي سان بهترين اليڪٽرروڊ مواد جي.اليڪٽرولائيٽ 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl ۾، سڀئي CVs ν = 5 mV/s جي برابر آهن.
VRFB ٽيڪنالاجي جي اقتصادي ڪشش کي وڌائڻ لاء، وينڊيم ريڊڪس ردعمل جي متحرڪ کي بهتر ۽ سمجھڻ لاء اعلي توانائي جي ڪارڪردگي حاصل ڪرڻ لاء ضروري آهي.ڪمپوزٽس HWO-C76 تيار ڪيا ويا ۽ VO2+/VO2+ رد عمل تي انهن جي اليڪٽرڪ ڪيٽيليٽڪ اثر جو اڀياس ڪيو ويو.HWO ٿورڙي متحرڪ واڌارو ڏيکاريو پر خاص طور تي مخلوط تيزابي اليڪٽرولائٽس ۾ کلورين جي ارتقا کي دٻايو.HWO جا مختلف تناسب: C76 استعمال ڪيا ويا HWO-based electrodes جي kinetics کي وڌيڪ بهتر ڪرڻ لاءِ.C76 جي مواد کي HWO تائين وڌائڻ سان تبديل ٿيل اليڪٽرروڊ تي VO2+/VO2+ رد عمل جي اليڪٽران ٽرانسفر ڪينيٽيڪس کي بهتر بڻائي سگهجي ٿو، جن مان HWO-50% C76 بهترين مواد آهي ڇاڪاڻ ته اهو چارج جي منتقلي جي مزاحمت کي گهٽائي ٿو ۽ اڳتي هلي ڪلورين گيس جي ارتقا کي دٻائي ٿو. سي76.۽ TCC جاري ڪيا ويا آهن.اهو C=C SP2 هائبرڊائيزيشن، OH ۽ W-OH فنڪشنل گروپن جي وچ ۾ هم وقت سازي اثر جي سبب هو.HWO-50% C76 جي تباهي جي شرح ملي وئي 0.29mV/cycling تحت گھڻن سائيڪلن ۾ جڏھن ته UCC ۽ TCC ترتيب وار 0.33mV/cycle ۽ 0.49mV/cycle آھن، ان کي مخلوط ايسڊ اليڪٽرولائٽس ۾ تمام مستحڪم بڻائي ٿي.پيش ڪيل نتيجا ڪاميابيءَ سان VO2+/VO2+ رد عمل لاءِ تيز ڪارڪردگيءَ ۽ اعليٰ استحڪام سان اعليٰ ڪارڪردگي اليڪٽروڊ مواد جي نشاندهي ڪن ٿا.اهو آئوٽ وولٽيج کي وڌائيندو، انهي سان گڏ VRFB جي طاقت جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي، ان جي مستقبل جي تجارتي ڪرڻ جي قيمت گھٽائي ٿي.
موجوده مطالعي ۾ استعمال ٿيل ۽ / يا تجزيو ڪيل ڊيٽا سيٽ مناسب درخواست تي لاڳاپيل ليکڪن کان دستياب آهن.
Luderer G. et al.گلوبل گھٽ ڪاربن توانائي جي منظرنامي ۾ ونڊ ۽ سولر پاور جو اندازو لڳائڻ: هڪ تعارف.توانائي اقتصاديات.64، 542-551.https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (2017).
لي، HJ، پارڪ، S. ۽ Kim، H. وينڊيم مينگنيز ريڊڪس فلو بيٽرين جي ڪارڪردگي تي MnO2 جمع جي اثر جو تجزيو.جي اليڪٽرو ڪيمسٽري.سماج.165(5)، A952-A956.https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (2018).
شاه، AA، Tangirala، R.، سنگھ، R.، Wills، RGA ۽ Walsh، FK Dynamic يونٽ سيل ماڊل هڪ آل وينڊيم ريڊڪس فلو بيٽري لاءِ.جي اليڪٽرو ڪيمسٽري.سماج.158 (6)، A671.https://doi.org/10.1149/1.3561426 (2011).
Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA, and Mench, MM هڪ ان-سيٽو امڪاني تقسيم جي ماپ ۽ تصديق واري ماڊل لاءِ هڪ آل وينڊيم ريڊڪس فلو بيٽري.جي اليڪٽرو ڪيمسٽري.سماج.163(1)، A5188-A5201.https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (2016).
Tsushima, S. ۽ Suzuki, T. ماڊلنگ ۽ هڪ vanadium redox بيٽري جو تخليق هڪ interdigitated flux فيلڊ سان اليڪٽرروڊ ڍانچي کي بهتر ڪرڻ لاءِ.جي اليڪٽرو ڪيمسٽري.سماج.167(2)، 020553. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (2020).
Sun, B. ۽ Skillas-Kazakos, M. Graphite Electrode Materials of Application for Application in Vanadium Redox Batteries - I. Heat Treatment.اليڪٽرانڪ ڪيمسٽري.ايڪٽا 37(7)، 1253-1260.https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (1992).
ليو، ٽي.، لي، ايس.، ژانگ، ايڇ، ۽ چن، جي. وينڊيم فلو بيٽريز (VFBs) ۾ طاقت جي کثافت کي بهتر بڻائڻ لاءِ اليڪٽرروڊ مواد ۾ واڌارو.جي. انرجي ڪيمسٽري.27 (5)، 1292-1303.https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (2018).
ليو، QH وغيره.اعليٰ ڪارڪردگي وينڊيم ريڊڪس فلو سيل سان بهتر اليڪٽرروڊ ترتيب ۽ جھلي جي چونڊ.جي اليڪٽرو ڪيمسٽري.سماج.159(8)، A1246-A1252.https://doi.org/10.1149/2.051208jes (2012).
Wei, G., Jia, K., Liu, J., and Yang, K. ڪاربان ڪاربان نانوٽوب ڪيٽيليسٽ اليڪٽروڊس سان گڏ وينڊيم ريڊڪس بيٽري ايپليڪيشنن لاءِ سپورٽ محسوس ڪن ٿا.جي پاور سپلائي.220، 185-192.https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (2012).
Moon, S., Kwon, BV, Chang, Y., and Kwon, Y. بيسمٿ سلفيٽ جو اثر تيزابي CNTs تي جمع ٿيل وينڊيم ريڊڪس فلو بيٽرين جي ڪارڪردگي تي.جي اليڪٽرو ڪيمسٽري.سماج.166 (12)، A2602.https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (2019).
هوانگ، آر-ايڇ.انتظار ڪرڻ.فعال اليڪٽروڊس پلاٽينم / ملٽي والڊ ڪاربان نانوٽوبس سان تبديل ٿيل وينڊيم ريڊڪس فلو بيٽرين لاءِ.جي اليڪٽرو ڪيمسٽري.سماج.159 (10)، A1579.https://doi.org/10.1149/2.003210jes (2012).
پر، S. et al.وينڊيم ريڊڪس فلو بيٽري استعمال ڪري ٿي اليڪٽرڪ ڪيٽالسٽس سان سينگاريل نائٽروجن-ڊاپڊ ڪاربن نانوٽوبس سان نڪتل آرگنوميٽالڪ اسڪفولڊس.جي اليڪٽرو ڪيمسٽري.سماج.165 (7)، A1388.https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (2018).
خان، پي وغيره.گرافيني آڪسائيڊ نانو شيٽ بهترين برقي ڪيميائي طور تي فعال مواد جي طور تي VO2+/ ۽ V2+/V3+ ريڊڪس جوڙيل وينڊيم ريڊڪس فلو بيٽرين لاءِ.ڪاربن 49 (2)، 693-700.https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (2011).
Gonzalez، Z. et al.وينڊيم ريڊڪس بيٽرين لاءِ محسوس ڪيل گرافين-تبديل ٿيل گرافائٽ جي بهترين برقي ڪيميائي ڪارڪردگي.جي پاور سپلائي.338، 155-162.https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.10.069 (2017).
González Z.، Vizirianu S.، Dinescu G.، Blanco S. ۽ Santamaria R. ڪاربن نانووال فلمون جيئن وينڊيم ريڊڪس فلو بيٽرين ۾ نانو اسٽريچرڊ اليڪٽرروڊ مواد.نانو توانائي 1(6)، 833-839.https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (2012).
Opar DO، Nankya R.، Lee J.، ۽ Yung H. ٽي-dimensional گرافيني-تبديل ٿيل ميسوپورس ڪاربن اعلي ڪارڪردگي وينڊيم ريڊڪس فلو بيٽرين لاءِ محسوس ڪيو.اليڪٽرانڪ ڪيمسٽري.ايڪٽ 330، 135276. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (2020).