ടങ്സ്റ്റൺ ഓക്സൈഡ്/ഫുല്ലറീൻ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള 304 കാപ്പിലറി ട്യൂബ് നാനോകംപോസിറ്റുകൾ ഇലക്ട്രോകാറ്റലിസ്റ്റുകളും മിക്സഡ് ആസിഡുകളിലെ പാരാസിറ്റിക് VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഇൻഹിബിറ്ററുകളും

Nature.com സന്ദർശിച്ചതിന് നന്ദി.പരിമിതമായ CSS പിന്തുണയുള്ള ഒരു ബ്രൗസർ പതിപ്പാണ് നിങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത്.മികച്ച അനുഭവത്തിനായി, നിങ്ങൾ ഒരു അപ്‌ഡേറ്റ് ചെയ്‌ത ബ്രൗസർ ഉപയോഗിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു (അല്ലെങ്കിൽ Internet Explorer-ൽ അനുയോജ്യത മോഡ് പ്രവർത്തനരഹിതമാക്കുക).കൂടാതെ, നിലവിലുള്ള പിന്തുണ ഉറപ്പാക്കാൻ, ഞങ്ങൾ ശൈലികളും JavaScript ഇല്ലാതെ സൈറ്റ് കാണിക്കുന്നു.
ഒരേസമയം മൂന്ന് സ്ലൈഡുകളുടെ ഒരു കറൗസൽ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.ഒരേ സമയം മൂന്ന് സ്ലൈഡുകളിലൂടെ നീങ്ങാൻ മുമ്പത്തേതും അടുത്തതും ബട്ടണുകൾ ഉപയോഗിക്കുക, അല്ലെങ്കിൽ ഒരു സമയം മൂന്ന് സ്ലൈഡുകളിലൂടെ നീങ്ങാൻ അവസാനത്തെ സ്ലൈഡർ ബട്ടണുകൾ ഉപയോഗിക്കുക.

സ്റ്റെയിൻലെസ്സ് സ്റ്റീൽ 304 കോയിൽ ട്യൂബ് കെമിക്കൽ കോമ്പോസിഷൻ

304 സ്റ്റെയിൻലെസ്സ് സ്റ്റീൽ കോയിൽ ട്യൂബ് ഒരു തരം ഓസ്റ്റെനിറ്റിക് ക്രോമിയം-നിക്കൽ അലോയ് ആണ്.സ്റ്റെയിൻലെസ്സ് സ്റ്റീൽ 304 കോയിൽ ട്യൂബ് നിർമ്മാതാവ് പറയുന്നതനുസരിച്ച്, ഇതിലെ പ്രധാന ഘടകം Cr (17%-19%), Ni (8%-10.5%) ആണ്.നാശത്തിനെതിരായ പ്രതിരോധം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്, ചെറിയ അളവിൽ Mn (2%), Si (0.75%) എന്നിവയുണ്ട്.

സ്റ്റെയിൻലെസ്സ് സ്റ്റീൽ 304 കോയിൽ ട്യൂബ് മെക്കാനിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ

304 സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ കോയിൽ ട്യൂബിന്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്നവയാണ്:

• ടെൻസൈൽ ശക്തി: ≥515MPa
• വിളവ് ശക്തി: ≥205MPa
• നീളം: ≥30%

സ്റ്റെയിൻലെസ്സ് സ്റ്റീൽ 304 കോയിൽ ട്യൂബിന്റെ ആപ്ലിക്കേഷനുകളും ഉപയോഗങ്ങളും

വനേഡിയം റെഡോക്സ് ഫ്ലോ ബാറ്ററികളുടെ (VRFB) താരതമ്യേന ഉയർന്ന വില അവയുടെ വ്യാപകമായ ഉപയോഗത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.VRFB-യുടെ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമതയും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ചലനാത്മകത മെച്ചപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട്, അതുവഴി VRFB-യുടെ kWh ചെലവ് കുറയ്ക്കും.ഈ സൃഷ്ടിയിൽ, ഹൈഡ്രോതെർമലി സിന്തസൈസ്ഡ് ഹൈഡ്രേറ്റഡ് ടങ്സ്റ്റൺ ഓക്സൈഡ് (HWO) നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ, C76, C76/HWO എന്നിവ കാർബൺ തുണി ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ നിക്ഷേപിക്കുകയും VO2+/VO2+ റെഡോക്സ് പ്രതികരണത്തിനായി ഇലക്ട്രോകാറ്റലിസ്റ്റുകളായി പരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്തു.ഫീൽഡ് എമിഷൻ സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി (FESEM), എനർജി ഡിസ്പേഴ്സീവ് എക്സ്-റേ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (EDX), ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ ട്രാൻസ്മിഷൻ ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി (HR-TEM), എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ (XRD), എക്സ്-റേ ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രോൺ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (XPS), ഇൻഫ്രാറെഡ് ഫൊറിയർ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (എഫ്ടിഐആർ), കോൺടാക്റ്റ് ആംഗിൾ അളവുകൾ എന്നിവ രൂപാന്തരപ്പെടുത്തുക.HWO-ലേക്ക് C76 ഫുള്ളറിൻ ചേർക്കുന്നത് VO2+/VO2+ റെഡോക്‌സ് പ്രതികരണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് ഇലക്‌ട്രോഡിന്റെ ഗതിവിഗതികൾ വർധിപ്പിക്കുകയും അതിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഓക്‌സിജൻ അടങ്ങിയ ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ നൽകുകയും ചെയ്യുമെന്ന് കണ്ടെത്തി.HWO/C76 കോമ്പോസിറ്റ് (50 wt% C76) VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് 176 mV യുടെ ΔEp ഉള്ളതായി തെളിഞ്ഞു, ചികിത്സിക്കാത്ത കാർബൺ തുണിയ്‌ക്ക് (UCC) 365 mV അപേക്ഷിച്ച്.കൂടാതെ, HWO/C76 സംയുക്തം W-OH ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ കാരണം പരാന്നഭോജികളായ ക്ലോറിൻ പരിണാമ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ ഗണ്യമായി തടയുന്നു.
തീവ്രമായ മനുഷ്യ പ്രവർത്തനവും ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വ്യാവസായിക വിപ്ലവവും വൈദ്യുതിയുടെ അനിയന്ത്രിതമായ ഉയർന്ന ഡിമാൻഡിലേക്ക് നയിച്ചു, ഇത് പ്രതിവർഷം ഏകദേശം 3% വളരുന്നു1.പതിറ്റാണ്ടുകളായി, ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സായി ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങളുടെ വ്യാപകമായ ഉപയോഗം ഹരിതഗൃഹ വാതക ഉദ്‌വമനത്തിലേക്ക് നയിച്ചു, ഇത് ആഗോളതാപനം, ജലം, വായു മലിനീകരണം എന്നിവയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഇത് മുഴുവൻ ആവാസവ്യവസ്ഥയെയും ഭീഷണിപ്പെടുത്തുന്നു.തൽഫലമായി, 2050 ആകുമ്പോഴേക്കും ശുദ്ധമായ പുനരുപയോഗ ഊർജത്തിന്റെയും സൗരോർജ്ജത്തിന്റെയും വിഹിതം മൊത്തം വൈദ്യുതിയുടെ 75% ആകുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു1.എന്നിരുന്നാലും, പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ ഉൽപ്പാദനം മൊത്തം വൈദ്യുതി ഉൽപാദനത്തിന്റെ 20% കവിയുമ്പോൾ, ഗ്രിഡ് അസ്ഥിരമാകും 1. കാര്യക്ഷമമായ ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​സംവിധാനങ്ങളുടെ വികസനം ഈ പരിവർത്തനത്തിന് നിർണായകമാണ്, കാരണം അവ അധിക വൈദ്യുതി സംഭരിക്കുകയും വിതരണവും ഡിമാൻഡും സന്തുലിതമാക്കുകയും വേണം.
ഹൈബ്രിഡ് വനേഡിയം റെഡോക്സ് ഫ്ലോ ബാറ്ററികൾ 2 പോലെയുള്ള എല്ലാ ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​സംവിധാനങ്ങളിലും, എല്ലാ വനേഡിയം റെഡോക്സ് ഫ്ലോ ബാറ്ററികളും (VRFB) അവയുടെ നിരവധി ഗുണങ്ങളാൽ ഏറ്റവും വിപുലമായവയാണ്.പുനരുപയോഗ ഊർജ സ്രോതസ്സുകളുടെ ഉപയോഗം4.ലി-അയോൺ, ലെഡ്-ആസിഡ് ബാറ്ററികൾ, 279-420 USD/kWh എന്നിവയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഊർജ്ജത്തിന്റെയും ഊർജ സാന്ദ്രതയുടെയും വേർതിരിവ്, വേഗത്തിലുള്ള പ്രതികരണം, ദീർഘായുസ്സ്, $65/kWh എന്ന താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ വാർഷിക ചെലവ് $93-140/kWh എന്നിവയാണ് ഇതിന് കാരണം./kWh ബാറ്ററികൾ യഥാക്രമം 4.
എന്നിരുന്നാലും, അവയുടെ വ്യാപകമായ വാണിജ്യവൽക്കരണത്തെ താരതമ്യേന ഉയർന്ന സിസ്റ്റം മൂലധനച്ചെലവ് തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു, പ്രധാനമായും ബാറ്ററി പായ്ക്കുകൾ 4,5.അങ്ങനെ, രണ്ട് അർദ്ധ-സെൽ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ചലനാത്മകത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ ബാറ്ററി പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നത് ബാറ്ററിയുടെ വലുപ്പം കുറയ്ക്കുകയും അങ്ങനെ ചെലവ് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും.അതിനാൽ, ഇലക്ട്രോഡിന്റെ രൂപകൽപ്പന, ഘടന, ഘടന എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ച് ഇലക്ട്രോഡ് ഉപരിതലത്തിലേക്ക് അതിവേഗ ഇലക്ട്രോൺ കൈമാറ്റം ആവശ്യമാണ്, അത് ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യണം.കാർബൺ അധിഷ്ഠിത ഇലക്ട്രോഡുകൾക്ക് നല്ല കെമിക്കൽ, ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ സ്ഥിരതയും നല്ല വൈദ്യുതചാലകതയും ഉണ്ടെങ്കിലും, ചികിത്സിച്ചില്ലെങ്കിൽ, ഓക്സിജൻ ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകളുടെ അഭാവവും ഹൈഡ്രോഫിലിസിറ്റിയും കാരണം അവയുടെ ചലനാത്മകത മന്ദഗതിയിലാകും.അതിനാൽ, രണ്ട് ഇലക്‌ട്രോഡുകളുടെയും ചലനാത്മകത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി വിവിധ ഇലക്ട്രോകാറ്റലിസ്റ്റുകൾ കാർബൺ ഇലക്‌ട്രോഡുകളുമായി, പ്രത്യേകിച്ച് കാർബൺ നാനോസ്ട്രക്ചറുകളും മെറ്റൽ ഓക്‌സൈഡുകളുമായി സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അതുവഴി VRFB ഇലക്‌ട്രോഡുകളുടെ ചലനാത്മകത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
കാർബൺ പേപ്പർ9, കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ10,11,12,13, ഗ്രാഫീൻ അധിഷ്ഠിത നാനോസ്ട്രക്ചറുകൾ14,15,16,17, കാർബൺ നാനോഫൈബറുകൾ18, മറ്റുള്ളവ19,20,21,22,23 എന്നിങ്ങനെ നിരവധി കാർബൺ സാമഗ്രികൾ ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്. .C76-നെക്കുറിച്ചുള്ള ഞങ്ങളുടെ മുമ്പത്തെ പഠനത്തിൽ, VO2+/VO2+ ന് നേരെയുള്ള ഈ ഫുള്ളറീന്റെ മികച്ച ഇലക്‌ട്രോകാറ്റലിറ്റിക് പ്രവർത്തനം ഞങ്ങൾ ആദ്യമായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു, ഹീറ്റ്-ട്രീറ്റ് ചെയ്തതും ചികിത്സിക്കാത്തതുമായ കാർബൺ തുണിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ചാർജ് ട്രാൻസ്ഫർ പ്രതിരോധം 99.5% ഉം 97%24 ഉം കുറഞ്ഞു.C76-നെ അപേക്ഷിച്ച് VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിനായുള്ള കാർബൺ മെറ്റീരിയലുകളുടെ കാറ്റലറ്റിക് പ്രകടനം പട്ടിക S1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.മറുവശത്ത്, CeO225, ZrO226, MoO327, NiO28, SnO229, Cr2O330, WO331, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 എന്നിങ്ങനെയുള്ള പല ലോഹ ഓക്സൈഡുകളും അവയുടെ വർദ്ധിച്ച ഈർപ്പവും ഓക്സിജന്റെ ഉയർന്ന ഉള്ളടക്കവും കാരണം ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഗ്രൂപ്പുകൾ.VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ ഈ ലോഹ ഓക്സൈഡുകളുടെ കാറ്റലറ്റിക് പ്രകടനം പട്ടിക S2 കാണിക്കുന്നു.കുറഞ്ഞ ചിലവ്, അമ്ല മാധ്യമങ്ങളിലെ ഉയർന്ന സ്ഥിരത, ഉയർന്ന കാറ്റലറ്റിക് പ്രവർത്തനം31,32,33,34,35,36,37,38 എന്നിവ കാരണം WO3 ഗണ്യമായ എണ്ണം വർക്കുകളിൽ ഉപയോഗിച്ചു.എന്നിരുന്നാലും, WO3 കാഥോഡ് ചലനാത്മകതയിൽ ചെറിയ പുരോഗതി കാണിച്ചു.WO3 ന്റെ ചാലകത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്, പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് പ്രവർത്തനത്തിൽ കുറഞ്ഞ ടങ്സ്റ്റൺ ഓക്സൈഡ് (W18O49) ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ ഫലം പരീക്ഷിച്ചു38.ഹൈഡ്രേറ്റഡ് ടങ്സ്റ്റൺ ഓക്സൈഡ് (HWO) VRFB ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഒരിക്കലും പരീക്ഷിച്ചിട്ടില്ല, എന്നിരുന്നാലും അൺഹൈഡ്രസ് WOx39,40 മായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വേഗത്തിലുള്ള കാറ്റേഷൻ ഡിഫ്യൂഷൻ കാരണം സൂപ്പർകപ്പാസിറ്റർ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉയർന്ന പ്രവർത്തനം കാണിക്കുന്നു.മൂന്നാം തലമുറ ഓൾ-വനേഡിയം റെഡോക്സ് ഫ്ലോ ബാറ്ററി ബാറ്ററി പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലെ വനേഡിയം അയോണുകളുടെ ലയിക്കുന്നതും സ്ഥിരതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും HCl, H2SO4 എന്നിവ അടങ്ങിയ മിക്സഡ് ആസിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, പരാന്നഭോജിയായ ക്ലോറിൻ പരിണാമ പ്രതിപ്രവർത്തനം മൂന്നാം തലമുറയുടെ പോരായ്മകളിലൊന്നായി മാറിയിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ ക്ലോറിൻ മൂല്യനിർണ്ണയ പ്രതികരണത്തെ അടിച്ചമർത്താനുള്ള വഴികൾ കണ്ടെത്തുന്നത് നിരവധി ഗവേഷണ ഗ്രൂപ്പുകളുടെ ചുമതലയായി മാറിയിരിക്കുന്നു.
ഇവിടെ, കാർബൺ തുണി ഇലക്‌ട്രോഡുകളിൽ നിക്ഷേപിച്ചിരിക്കുന്ന HWO/C76 കോമ്പോസിറ്റുകളിൽ VO2+/VO2+ റിയാക്ഷൻ ടെസ്റ്റുകൾ നടത്തി, പരാന്നഭോജികളായ ക്ലോറിൻ നിക്ഷേപത്തെ അടിച്ചമർത്തുമ്പോൾ സംയുക്തങ്ങളുടെ വൈദ്യുതചാലകതയും ഇലക്‌ട്രോഡ് പ്രതലത്തിലെ റെഡോക്‌സ് പ്രതികരണ ചലനാത്മകതയും തമ്മിലുള്ള സന്തുലിതാവസ്ഥ കണ്ടെത്താനായി.പ്രതികരണം (KVR).ഹൈഡ്രേറ്റഡ് ടങ്സ്റ്റൺ ഓക്സൈഡ് (HWO) നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ ഒരു ലളിതമായ ഹൈഡ്രോതെർമൽ രീതി ഉപയോഗിച്ച് സമന്വയിപ്പിച്ചു.സൗകര്യാർത്ഥം മൂന്നാം തലമുറ VRFB (G3) അനുകരിക്കാനും പരാന്നഭോജിയായ ക്ലോറിൻ പരിണാമ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ HWO യുടെ സ്വാധീനം അന്വേഷിക്കാനും ഒരു മിക്സഡ് ആസിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൽ (H2SO4/HCl) പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി.
വനേഡിയം(IV) സൾഫേറ്റ് ഓക്സൈഡ് ഹൈഡ്രേറ്റ് (VOSO4, 99.9%, ആൽഫ-ഈസർ), സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡ് (H2SO4), ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് (HCl), ഡൈമെതൈൽഫോർമമൈഡ് (DMF, സിഗ്മ-ആൽഡ്രിച്ച്), പോളിവിനൈലിഡിൻ ഫ്ലൂറൈഡ് (PVDF, സിഗ്മ-എഡ്രിയം), ടങ്സ്റ്റൺ ഓക്സൈഡ് ഡൈഹൈഡ്രേറ്റ് (Na2WO4, 99%, സിഗ്മ-ആൽഡ്രിച്ച്), ഹൈഡ്രോഫിലിക് കാർബൺ തുണി ELAT (ഫ്യൂവൽ സെൽ സ്റ്റോർ) എന്നിവ ഈ പഠനത്തിൽ ഉപയോഗിച്ചു.
ഹൈഡ്രേറ്റഡ് ടങ്സ്റ്റൺ ഓക്സൈഡ് (HWO) തയ്യാറാക്കിയത് ഒരു ജലവൈദ്യുത പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിലൂടെയാണ്, അതിൽ 2 ഗ്രാം Na2WO4 ഉപ്പ് 12 മില്ലി എച്ച്ഒയിൽ വർണ്ണരഹിതമായ ലായനി ലഭിക്കുന്നതുവരെ ലയിപ്പിച്ചു, തുടർന്ന് ഇളം മഞ്ഞ സസ്പെൻഷൻ വരെ 2 M HCl ന്റെ 12 മില്ലി തുള്ളിയായി ചേർത്തു. ലഭിച്ചു.സസ്പെൻഷൻ.ടെഫ്ലോൺ പൂശിയ സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ ഓട്ടോക്ലേവിൽ 180 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 3 മണിക്കൂർ നേരം ഹൈഡ്രോതെർമൽ പ്രതികരണം നടത്തി.അവശിഷ്ടങ്ങൾ ഫിൽട്ടറേഷൻ വഴി ശേഖരിച്ച്, എത്തനോൾ, വെള്ളം എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് 3 തവണ കഴുകി, 70 ° C താപനിലയിൽ ~ 3 മണിക്കൂർ ഉണക്കിയ ശേഷം, നീല-ചാരനിറത്തിലുള്ള HWO പൊടി ലഭിക്കുന്നതിന് പൊടിച്ചെടുത്തു.
ലഭിച്ച (ചികിത്സ ചെയ്യാത്ത) കാർബൺ തുണി ഇലക്ട്രോഡുകൾ (സിസിടി) ഒരു ട്യൂബ് ചൂളയിൽ 450 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 10 മണിക്കൂർ 15 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ്/മിനിറ്റ് വായുവിൽ ചൂടാക്കൽ നിരക്കിൽ ചൂട് ചികിത്സയ്ക്ക് വിധേയമാക്കിയ രൂപത്തിൽ ഉപയോഗിച്ചു. ചികിത്സിച്ച UCC (TCC) നേടുക, s മുമ്പത്തെ ജോലിക്ക് സമാനമാണ് 24. UCC, TCC എന്നിവ ഏകദേശം 1.5 സെന്റീമീറ്റർ വീതിയും 7 സെന്റീമീറ്റർ നീളവുമുള്ള ഇലക്ട്രോഡുകളായി മുറിച്ചു.C76, HWO, HWO-10% C76, HWO-30% C76, HWO-50% C76 എന്നിവയുടെ സസ്പെൻഷനുകൾ 20 മില്ലിഗ്രാം ആക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയൽ പൊടിയും 10 wt% (~ 2.22 mg) PVDF ബൈൻഡറും ~ 1 മില്ലിയിൽ ചേർത്താണ് തയ്യാറാക്കിയത്. ഏകീകൃതത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി DMF 1 മണിക്കൂർ തയ്യാറാക്കി സോണിക്കേറ്റ് ചെയ്തു.തുടർന്ന് 2 മില്ലിഗ്രാം C76, HWO, HWO-C76 സംയുക്തങ്ങൾ UCC സജീവ ഇലക്ട്രോഡ് ഏരിയയുടെ ഏകദേശം 1.5 cm2 ലേക്ക് പ്രയോഗിച്ചു.എല്ലാ കാറ്റലിസ്റ്റുകളും UCC ഇലക്‌ട്രോഡുകളിലേക്ക് ലോഡുചെയ്‌തു, കൂടാതെ TCC താരതമ്യ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി മാത്രം ഉപയോഗിച്ചു, കാരണം ഹീറ്റ് ട്രീറ്റ്‌മെന്റ് ആവശ്യമില്ലെന്ന് ഞങ്ങളുടെ മുമ്പത്തെ ജോലികൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട് 24 .കൂടുതൽ ഏകീകൃതതയ്ക്കായി 100 μl സസ്പെൻഷൻ (ലോഡ് 2 മില്ലിഗ്രാം) ബ്രഷ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ ഇംപ്രഷൻ സെറ്റിൽലിംഗ് നേടിയെടുത്തു.തുടർന്ന് എല്ലാ ഇലക്ട്രോഡുകളും 60 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ രാത്രിയിൽ ഒരു അടുപ്പത്തുവെച്ചു ഉണക്കി.കൃത്യമായ സ്റ്റോക്ക് ലോഡിംഗ് ഉറപ്പാക്കുന്നതിന് മുമ്പും ശേഷവും ഇലക്ട്രോഡുകൾ അളക്കുന്നു.ഒരു നിശ്ചിത ജ്യാമിതീയ വിസ്തീർണ്ണം (~ 1.5 സെ.മീ 2) ഉണ്ടാകുന്നതിനും കാപ്പിലറി പ്രഭാവം മൂലം ഇലക്ട്രോഡുകളിലേക്ക് വനേഡിയം ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഉയരുന്നത് തടയുന്നതിനും, സജീവ പദാർത്ഥത്തിന് മുകളിൽ പാരഫിൻ ഒരു നേർത്ത പാളി പ്രയോഗിച്ചു.
HWO ഉപരിതല രൂപഘടന നിരീക്ഷിക്കാൻ ഒരു ഫീൽഡ് എമിഷൻ സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പ് (FESEM, Zeiss SEM അൾട്രാ 60.5 kV) ഉപയോഗിച്ചു.UCC ഇലക്‌ട്രോഡുകളിലെ HWO-50%C76 മൂലകങ്ങൾ മാപ്പ് ചെയ്യാൻ Feii8SEM (EDX, Zeiss AG) സജ്ജീകരിച്ചിട്ടുള്ള ഊർജ്ജ വിതരണ എക്സ്-റേ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി ഉപയോഗിച്ചു.200 കെവി ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്ന വോൾട്ടേജിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ ട്രാൻസ്മിഷൻ ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പ് (HR-TEM, JOEL JEM-2100) ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ ഇമേജുകളും HWO കണങ്ങളുടെ ഡിഫ്രാക്ഷൻ വളയങ്ങളും ലഭിക്കാൻ ഉപയോഗിച്ചു.റിംഗ്‌ജിയുഐ ഫംഗ്‌ഷൻ ഉപയോഗിച്ച് HWO ഡിഫ്രാക്ഷൻ റിംഗുകൾ വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനും ഫലങ്ങൾ XRD മോഡലുകളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുന്നതിനും ക്രിസ്റ്റലോഗ്രാഫിക് ടൂൾ ബോക്‌സ് (CrysTBox) സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഉപയോഗിക്കുക.UCC, TCC എന്നിവയുടെ ഘടനയും ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷനും ഒരു പാനലിറ്റിക്കൽ എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ടോമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് Cu Kα (λ = 1.54060 Å) ഉപയോഗിച്ച് 5° മുതൽ 70° വരെ 2.4°/min എന്ന സ്കാൻ നിരക്കിൽ എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ (XRD) നിർണ്ണയിച്ചു.(മോഡൽ 3600).HWO-യുടെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയും ഘട്ടങ്ങളും XRD കാണിക്കുന്നു.ഡാറ്റാബേസിൽ ലഭ്യമായ ടങ്സ്റ്റൺ ഓക്സൈഡ് മാപ്പുകളുമായി HWO കൊടുമുടികൾ പൊരുത്തപ്പെടുത്താൻ PANalytical X'Pert HighScore സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഉപയോഗിച്ചു.HWO ഫലങ്ങൾ TEM ഫലങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുക.HWO സാമ്പിളുകളുടെ രാസഘടനയും അവസ്ഥയും നിർണ്ണയിച്ചത് എക്സ്-റേ ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രോൺ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (XPS, ESCALAB 250Xi, ThermoScientific) ആണ്.CASA-XPS സോഫ്റ്റ്‌വെയർ (v 2.3.15) പീക്ക് ഡീകോൺവല്യൂഷനും ഡാറ്റ വിശകലനത്തിനും ഉപയോഗിച്ചു.HWO, HWO-50%C76 എന്നിവയുടെ ഉപരിതല പ്രവർത്തന ഗ്രൂപ്പുകൾ നിർണ്ണയിക്കാൻ ഫ്യൂറിയർ ട്രാൻസ്ഫോർമേഷൻ ഇൻഫ്രാറെഡ് സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (FTIR, പെർകിൻ എൽമർ ക്ലാസ് KBr FTIR സ്പെക്ട്രോമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച്) അളവുകൾ നടത്തി.XPS ഫലങ്ങളുമായി ഫലങ്ങൾ താരതമ്യം ചെയ്യുക.ഇലക്‌ട്രോഡുകളുടെ നനവ് തിരിച്ചറിയാൻ കോൺടാക്റ്റ് ആംഗിൾ അളവുകളും (KRUSS DSA25) ഉപയോഗിച്ചു.
എല്ലാ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ അളവുകൾക്കും, ഒരു ബയോളജിക് SP 300 വർക്ക്സ്റ്റേഷൻ ഉപയോഗിച്ചു.VO2+/VO2+ റെഡോക്‌സ് പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഇലക്‌ട്രോഡ് ചലനാത്മകതയെയും പ്രതിപ്രവർത്തന നിരക്കിൽ റിയാജന്റ് ഡിഫ്യൂഷന്റെ (VOSO4 (VO2+)) ഫലത്തെയും കുറിച്ച് പഠിക്കാൻ സൈക്ലിക് വോൾട്ടമെട്രി (CV), ഇലക്‌ട്രോകെമിക്കൽ ഇം‌പെഡൻസ് സ്പെക്‌ട്രോസ്കോപ്പി (EIS) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചു.രണ്ട് സാങ്കേതികവിദ്യകളും 1 M H2SO4 + 1 M HCl (മിക്സഡ് ആസിഡ്) ൽ ലയിപ്പിച്ച 0.1 M VOSO4 (V4+) ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് സാന്ദ്രതയുള്ള മൂന്ന്-ഇലക്ട്രോഡ് സെൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.അവതരിപ്പിച്ച എല്ലാ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ഡാറ്റയും IR ശരിയാക്കി.ഒരു പൂരിത കാലോമൽ ഇലക്‌ട്രോഡും (എസ്‌സിഇ) ഒരു പ്ലാറ്റിനം (പിടി) കോയിലും യഥാക്രമം റഫറൻസും കൌണ്ടർ ഇലക്‌ട്രോഡുമായി ഉപയോഗിച്ചു.CV-യ്‌ക്ക്, VO2+/VO2+ എന്നതിനായുള്ള SCE-യുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, 5, 20, 50 mV/s എന്നിവയുടെ സ്‌കാൻ നിരക്കുകൾ ഒരു പൊട്ടൻഷ്യൽ വിൻഡോയിൽ (0–1) V പ്രയോഗിച്ചു, തുടർന്ന് പ്ലോട്ടിലേക്ക് SHE സ്കെയിലിൽ തിരുത്തി (VSCE = 0.242 V ആപേക്ഷിക HSE) .ഇലക്ട്രോഡ് പ്രവർത്തനം നിലനിർത്തുന്നത് അന്വേഷിക്കാൻ, UCC, TCC, UCC-C76, UCC-HWO, UCC-HWO-50% C76 എന്നിവയിൽ 5 mV/s ന് തുല്യമായ ν-ൽ ഒരു CV റീസൈക്കിൾ നടത്തി.VO2+/VO2+ റെഡോക്സ് പ്രതികരണത്തിനായുള്ള EIS അളവുകൾക്കായി, 0.01-105 Hz ഫ്രീക്വൻസി ശ്രേണിയും 10 mV ന്റെ ഓപ്പൺ സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജ് (OCV) അസ്വസ്ഥതയും ഉപയോഗിച്ചു.ഫലങ്ങളുടെ സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കാൻ ഓരോ പരീക്ഷണവും 2-3 തവണ ആവർത്തിച്ചു.നിക്കോൾസൺ രീതി46,47 വഴി വൈവിധ്യമാർന്ന നിരക്ക് സ്ഥിരാങ്കങ്ങൾ (k0) ലഭിച്ചു.
ഹൈഡ്രോതെർമൽ രീതി ഉപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രേറ്റഡ് ടങ്സ്റ്റൺ ഓക്സൈഡ് (HVO) വിജയകരമായി സമന്വയിപ്പിക്കപ്പെട്ടു.അത്തിപ്പഴത്തിലെ SEM ചിത്രം.1a കാണിക്കുന്നത് നിക്ഷേപിച്ച HWO 25-50 nm പരിധിയിലുള്ള കണങ്ങളുടെ വലിപ്പമുള്ള നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളുടെ കൂട്ടങ്ങളാണ്.
HWO-യുടെ എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേൺ യഥാക്രമം ~23.5°, ~47.5° എന്നീ കൊടുമുടികൾ (001), (002) കാണിക്കുന്നു, അവ നോൺസ്റ്റോയിക്യോമെട്രിക് WO2.63 (W32O84) (PDF 077–0810, a = 21.4 Å, b = 17.8 Å, c = 3.8 Å, α = β = γ = 90°), ഇത് അതിന്റെ വ്യക്തമായ നീല നിറത്തോട് യോജിക്കുന്നു (ചിത്രം 1 ബി) 48,49.ഏകദേശം 20.5°, 27.1°, 28.1°, 30.8°, 35.7°, 36.7°, 52.7° എന്നിങ്ങനെയുള്ള മറ്റ് കൊടുമുടികൾ (140), (620), (350 ), (720), (740), (560) ആണ്.കൂടാതെ (970) ഡിഫ്രാക്ഷൻ പ്ലെയിനുകൾ, യഥാക്രമം, 49 orthorhombic WO2.63.സോങ്കാര തുടങ്ങിയവർ.WO3(H2O)0.333 ന്റെ സാന്നിധ്യം കാരണമായ ഒരു വെളുത്ത ഉൽപ്പന്നം ലഭിക്കുന്നതിന് 43 അതേ സിന്തറ്റിക് രീതി ഉപയോഗിച്ചു.എന്നിരുന്നാലും, ഈ സൃഷ്ടിയിൽ, വ്യത്യസ്ത സാഹചര്യങ്ങൾ കാരണം, ഒരു നീല-ചാര ഉൽപ്പന്നം ലഭിച്ചു, ഇത് Å-യിലെ WO3(H2O)0.333 (PDF 087-1203, a = 7.3 Å, b = 12.5 Å, c = 7.7 ) ന്റെ സഹവർത്തിത്വത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. , α = β = γ = 90°) ടങ്സ്റ്റൺ ഓക്സൈഡിന്റെ കുറഞ്ഞ രൂപവും.X'Pert HighScore സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഉപയോഗിച്ചുള്ള സെമിക്വാന്റിറ്റേറ്റീവ് വിശകലനം 26% WO3(H2O)0.333: 74% W32O84 കാണിച്ചു.W32O84-ൽ W6+, W4+ (1.67:1 W6+:W4+) അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതിനാൽ, W6+, W4+ എന്നിവയുടെ ഏകദേശ ഉള്ളടക്കം യഥാക്രമം 72% W6+ ഉം 28% W4+ ഉം ആണ്.SEM ഇമേജുകൾ, ന്യൂക്ലിയസ് തലത്തിലുള്ള 1-സെക്കൻഡ് XPS സ്പെക്ട്ര, TEM ഇമേജുകൾ, FTIR സ്പെക്ട്ര, C76 കണങ്ങളുടെ രാമൻ സ്പെക്ട്ര എന്നിവ ഞങ്ങളുടെ മുൻ പേപ്പറിൽ അവതരിപ്പിച്ചു24.Kawada et al.50,51 അനുസരിച്ച്, C76-ന്റെ എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേൺ, ടോലുയിൻ നീക്കം ചെയ്തതിന് ശേഷം FCC യുടെ മോണോക്ലിനിക് ഘടന കാണിക്കുന്നു.
അത്തിപ്പഴത്തിലെ SEM ചിത്രങ്ങൾ.2a, b എന്നിവ UCC ഇലക്‌ട്രോഡുകളുടെ കാർബൺ ഫൈബറുകളിലും അവയ്ക്കിടയിലും HWO, HWO-50%C76 എന്നിവയുടെ വിജയകരമായ നിക്ഷേപം കാണിക്കുന്നു.ചിത്രം 2c ലെ SEM ഇമേജിലെ ടങ്സ്റ്റൺ, കാർബൺ, ഓക്സിജൻ എന്നിവയുടെ എലമെന്റൽ മാപ്പിംഗ് ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.ഇലക്ട്രോഡ് പ്രതലത്തിൽ ടങ്സ്റ്റണും കാർബണും ഒരേപോലെ കലർന്നിട്ടുണ്ടെന്നും (സമാനമായ ഒരു വിതരണം കാണിക്കുന്നു) സംയുക്തം തുല്യമായി നിക്ഷേപിക്കുന്നില്ലെന്നും 2d-f കാണിക്കുന്നു.മഴ പെയ്യുന്ന രീതിയുടെ സ്വഭാവം കാരണം.
നിക്ഷേപിച്ച HWO കണങ്ങളുടെ (a), HWO-C76 കണങ്ങളുടെ (b) SEM ചിത്രങ്ങൾ.ഇമേജ് (സി) ലെ ഏരിയ ഉപയോഗിച്ച് UCC-യിലെ HWO-C76-ലേക്ക് അപ്‌ലോഡ് ചെയ്ത EDX മാപ്പിംഗ്, സാമ്പിളിലെ ടങ്സ്റ്റൺ (ഡി), കാർബൺ (ഇ), ഓക്സിജൻ (എഫ്) എന്നിവയുടെ വിതരണം കാണിക്കുന്നു.
ഉയർന്ന മാഗ്‌നിഫിക്കേഷൻ ഇമേജിംഗിനും ക്രിസ്റ്റലോഗ്രാഫിക് വിവരങ്ങൾക്കുമായി HR-TEM ഉപയോഗിച്ചു (ചിത്രം 3).HWO, ചിത്രം 3a-യിലും കൂടുതൽ വ്യക്തമായി ചിത്രം 3b-യിലും കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ നാനോക്യൂബ് രൂപഘടന കാണിക്കുന്നു.തിരഞ്ഞെടുത്ത പ്രദേശത്തിന്റെ വ്യതിചലനത്തിനായി നാനോക്യൂബ് വലുതാക്കുന്നതിലൂടെ, ബ്രാഗിന്റെ നിയമത്തെ തൃപ്തിപ്പെടുത്തുന്ന ഗ്രേറ്റിംഗ് ഘടനയും ഡിഫ്രാക്ഷൻ പ്ലെയിനുകളും ചിത്രം 3c-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ദൃശ്യവൽക്കരിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് മെറ്റീരിയലിന്റെ സ്ഫടികത സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.ചിത്രം 3c-ലേക്കുള്ള ഇൻസെറ്റിൽ, യഥാക്രമം WO3(H2O)0.333, W32O84, 43, 44, 49 ഘട്ടങ്ങളിലെ (022), (620) ഡിഫ്രാക്ഷൻ പ്ലെയിനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമായ ദൂരം d 3.3 Å കാണിക്കുന്നു.നിരീക്ഷിച്ച ഗ്രേറ്റിംഗ് പ്ലെയിൻ ദൂരം d (ചിത്രം. 3 സി) എച്ച്‌ഡബ്ല്യുഒ സാമ്പിളിലെ ഏറ്റവും ശക്തമായ എക്സ്ആർഡി കൊടുമുടിയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതിനാൽ ഇത് മുകളിലുള്ള എക്സ്ആർഡി വിശകലനവുമായി (ചിത്രം 1 ബി) പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.സാമ്പിൾ വളയങ്ങളും അത്തിയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.3d, ഇവിടെ ഓരോ വളയവും ഒരു പ്രത്യേക വിമാനവുമായി യോജിക്കുന്നു.WO3(H2O)0.333, W32O84 പ്ലെയിനുകൾ യഥാക്രമം വെള്ളയും നീലയും നിറമുള്ളതാണ്, അവയുടെ അനുബന്ധ XRD കൊടുമുടികളും ചിത്രം 1b-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.റിംഗ് പാറ്റേണിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന ആദ്യത്തെ മോതിരം (022) അല്ലെങ്കിൽ (620) ഡിഫ്രാക്ഷൻ പ്ലെയിനിന്റെ എക്സ്-റേ പാറ്റേണിലെ ആദ്യം അടയാളപ്പെടുത്തിയ കൊടുമുടിയുമായി യോജിക്കുന്നു.(022) മുതൽ (402) വളയങ്ങൾ വരെ, 3.30, 3.17, 2.38, 1.93, 1.69 Å എന്നിവയുടെ d-ദൂരങ്ങൾ കണ്ടെത്തി, അവ XRD മൂല്യങ്ങളായ 3.30, 3.17, 2 .45, 1.66, 1.66 എന്നിവയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.Å, 44, 45, യഥാക്രമം.
(എ) HWO-യുടെ HR-TEM ഇമേജ്, (b) ഒരു വലുതാക്കിയ ചിത്രം കാണിക്കുന്നു.ഗ്രേറ്റിംഗ് പ്ലെയിനുകളുടെ ചിത്രങ്ങൾ (സി) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഇൻസെറ്റ് (സി) പ്ലെയിനുകളുടെ വിപുലീകരിച്ച ചിത്രവും (002), (620) പ്ലെയിനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമായ d 0.33 എൻഎം ഇടവേളയും കാണിക്കുന്നു.(d) WO3(H2O)0.333 (വെള്ള), W32O84 (നീല) ഘട്ടങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട വിമാനങ്ങൾ കാണിക്കുന്ന HWO റിംഗ് പാറ്റേൺ.
ടങ്സ്റ്റണിന്റെ ഉപരിതല രസതന്ത്രവും ഓക്സിഡേഷൻ നിലയും നിർണ്ണയിക്കാൻ XPS വിശകലനം നടത്തി (ചിത്രങ്ങൾ S1 ഉം 4 ഉം).സിന്തസൈസ് ചെയ്ത HWO-യുടെ വൈഡ് റേഞ്ച് XPS സ്കാനിന്റെ സ്പെക്ട്രം ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.S1, ടങ്സ്റ്റണിന്റെ സാന്നിധ്യം സൂചിപ്പിക്കുന്നു.പ്രധാന W 4f, O 1s ലെവലുകളുടെ XPS നാരോ-സ്കാൻ സ്പെക്ട്ര ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.യഥാക്രമം 4a, b.W 4f സ്പെക്ട്രം രണ്ട് സ്പിൻ-ഓർബിറ്റ് ഇരട്ടികളായി വിഭജിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് ഓക്സിഡേഷൻ അവസ്ഥയുടെ W യുടെ ബൈൻഡിംഗ് ഊർജ്ജവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. 4f5/2, W 4f7/2 36.6, 34.9 eV എന്നിവ യഥാക്രമം W4+ അവസ്ഥയുടെ സ്വഭാവമാണ്.ഓക്സിഡേഷൻ അവസ്ഥയുടെ (W4+) സാന്നിദ്ധ്യം നോൺ-സ്റ്റോയ്ചിയോമെട്രിക് WO2.63-ന്റെ രൂപവത്കരണത്തെ കൂടുതൽ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു, അതേസമയം W6+ ന്റെ സാന്നിധ്യം WO3(H2O)0.333 കാരണം സ്റ്റോയ്ചിയോമെട്രിക് WO3-നെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.ഘടിപ്പിച്ച ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നത് W6+, W4+ എന്നിവയുടെ ആറ്റോമിക ശതമാനം യഥാക്രമം 85%, 15% എന്നിങ്ങനെയാണ്, ഇത് രണ്ട് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം കണക്കിലെടുത്ത് XRD ഡാറ്റയിൽ നിന്ന് കണക്കാക്കിയ മൂല്യങ്ങളുമായി താരതമ്യേന അടുത്താണ്.രണ്ട് രീതികളും കുറഞ്ഞ കൃത്യതയോടെ അളവ് വിവരങ്ങൾ നൽകുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് XRD.കൂടാതെ, രണ്ട് രീതികളും മെറ്റീരിയലിന്റെ വിവിധ ഭാഗങ്ങൾ വിശകലനം ചെയ്യുന്നു, കാരണം XRD ഒരു ബൾക്ക് രീതിയാണ്, XPS എന്നത് കുറച്ച് നാനോമീറ്ററുകളെ മാത്രം സമീപിക്കുന്ന ഒരു ഉപരിതല രീതിയാണ്.O 1s സ്പെക്ട്രം 533 (22.2%), 530.4 eV (77.8%) എന്നിങ്ങനെ രണ്ട് കൊടുമുടികളായി വിഭജിക്കുന്നു.ആദ്യത്തേത് OH-നും രണ്ടാമത്തേത് WO-ലെ ലാറ്റിസിലെ ഓക്സിജൻ ബോണ്ടുകളുമായും യോജിക്കുന്നു.OH ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകളുടെ സാന്നിധ്യം HWO യുടെ ജലാംശം ഗുണങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.
ഹൈഡ്രേറ്റഡ് എച്ച്‌ഡബ്ല്യുഒ ഘടനയിലെ ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകളുടെയും ഏകോപിത ജല തന്മാത്രകളുടെയും സാന്നിധ്യം പരിശോധിക്കുന്നതിനായി ഈ രണ്ട് സാമ്പിളുകളിൽ ഒരു FTIR വിശകലനവും നടത്തി.HWO-യുടെ സാന്നിധ്യം കാരണം HWO-50% C76 സാമ്പിളും FT-IR HWO ഫലങ്ങളും ഒരുപോലെ കാണപ്പെടുന്നുവെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു, എന്നാൽ വിശകലനത്തിനായി തയ്യാറെടുക്കുമ്പോൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന വ്യത്യസ്ത അളവിലുള്ള സാമ്പിൾ കാരണം കൊടുമുടികളുടെ തീവ്രത വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു (ചിത്രം 5a ).HWO-50% C76 ടങ്സ്റ്റൺ ഓക്സൈഡ് പീക്ക് ഒഴികെയുള്ള എല്ലാ ഫുള്ളറിൻ 24 കൊടുമുടികളും കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ വിശദമായി.5a കാണിക്കുന്നത് രണ്ട് സാമ്പിളുകളും ~710/cm-ൽ വളരെ ശക്തമായ ഒരു ബ്രോഡ് ബാൻഡ് പ്രകടമാക്കുന്നു, HWO ലാറ്റിസ് ഘടനയിലെ OWO സ്ട്രെച്ചിംഗ് വൈബ്രേഷനുകൾക്ക് കാരണമായി, കൂടാതെ WO ആട്രിബ്യൂട്ട് ചെയ്യുന്ന ~840/cm-ൽ ശക്തമായ തോളിൽ.~1610/cm-ലെ മൂർച്ചയുള്ള ബാൻഡ് OH-ന്റെ ബെൻഡിംഗ് വൈബ്രേഷനുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ~3400/cm-ലെ ബ്രോഡ് അബ്സോർപ്ഷൻ ബാൻഡ് ഹൈഡ്രോക്‌സിൽ ഗ്രൂപ്പിലെ OH-ന്റെ സ്ട്രെച്ചിംഗ് വൈബ്രേഷനുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു43.ഈ ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 4b-ലെ XPS സ്പെക്ട്രവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, ഇവിടെ WO ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പിന് VO2+/VO2+ പ്രതികരണത്തിനായി സജീവ സൈറ്റുകൾ നൽകാൻ കഴിയും.
പ്രവർത്തന ഗ്രൂപ്പുകളും കോൺടാക്റ്റ് ആംഗിൾ അളവുകളും കാണിക്കുന്ന HWO, HWO-50% C76 (a) എന്നിവയുടെ FTIR വിശകലനം (b, c).
OH ഗ്രൂപ്പിന് VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കാനും അതുവഴി ഇലക്‌ട്രോഡിന്റെ ഹൈഡ്രോഫിലിസിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കാനും അതുവഴി ഡിഫ്യൂഷനും ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്ഫർ നിരക്കും പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കാനും കഴിയും.HWO-50% C76 സാമ്പിൾ ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ഒരു അധിക C76 കൊടുമുടി കാണിക്കുന്നു.~2905, 2375, 1705, 1607, 1445 cm3 എന്നീ കൊടുമുടികൾ യഥാക്രമം CH, O=C=O, C=O, C=C, CO സ്ട്രെച്ചിംഗ് വൈബ്രേഷനുകൾക്ക് നൽകാം.C=O, CO എന്നീ ഓക്‌സിജൻ ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകൾക്ക് വനേഡിയത്തിന്റെ റെഡോക്‌സ് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ സജീവ കേന്ദ്രങ്ങളായി പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് എല്ലാവർക്കും അറിയാം.രണ്ട് ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ ആർദ്രത പരിശോധിക്കുന്നതിനും താരതമ്യം ചെയ്യുന്നതിനും, ചിത്രം 5 ബി, സിയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ കോൺടാക്റ്റ് ആംഗിൾ അളവുകൾ ഉപയോഗിച്ചു.HWO ഇലക്ട്രോഡ് ഉടൻ തന്നെ ജലത്തുള്ളികളെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു, ഇത് ലഭ്യമായ OH ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ കാരണം സൂപ്പർഹൈഡ്രോഫിലിസിറ്റിയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.HWO-50% C76 കൂടുതൽ ഹൈഡ്രോഫോബിക് ആണ്, 10 സെക്കൻഡിന് ശേഷം ഏകദേശം 135° കോൺടാക്റ്റ് കോൺ.എന്നിരുന്നാലും, ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ അളവുകളിൽ, HWO-50%C76 ഇലക്ട്രോഡ് ഒരു മിനിറ്റിനുള്ളിൽ പൂർണ്ണമായും നനഞ്ഞു.വെറ്റബിലിറ്റി അളവുകൾ XPS, FTIR ഫലങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, HWO ഉപരിതലത്തിലെ കൂടുതൽ OH ഗ്രൂപ്പുകൾ അതിനെ താരതമ്യേന കൂടുതൽ ഹൈഡ്രോഫിലിക് ആക്കുന്നുവെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
HWO, HWO-C76 നാനോകോംപോസിറ്റുകളുടെ VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ പരീക്ഷിച്ചു, മിശ്രിത ആസിഡുകളിലെ VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ സംഭവിക്കുന്ന ക്ലോറിൻ വാതകത്തിന്റെ പരിണാമത്തെ HWO അടിച്ചമർത്തുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു, അതേസമയം C76 ആവശ്യമുള്ള VO2+/ VO2+/ VO2+ ഉത്തേജിപ്പിക്കും.10%, 30%, 50% C76 എന്നിവ അടങ്ങിയ HWO സസ്പെൻഷനുകൾ UCC ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ പ്രയോഗിച്ചു, മൊത്തം 2 mg/cm2 ലോഡ്.
അത്തിപ്പഴത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ.6, ഇലക്ട്രോഡ് പ്രതലത്തിലെ VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ ചലനാത്മകത മിക്സഡ് അസിഡിക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിൽ CV ഉപയോഗിച്ച് പരിശോധിച്ചു.ΔEp, Ipa/Ipc എന്നിവയുടെ താരതമ്യം സുഗമമാക്കുന്നതിന് കറന്റുകൾ I/Ipa ആയി കാണിക്കുന്നു.ചിത്രത്തിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് വിവിധ കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ ലഭിക്കും.നിലവിലെ ഏരിയ യൂണിറ്റ് ഡാറ്റ ചിത്രം 2S-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.ഇലക്ട്രോഡ് പ്രതലത്തിലെ VO2+/VO2+ റെഡോക്സ് പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്ഫർ നിരക്ക് HWO ചെറുതായി വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും പരാന്നഭോജികളായ ക്ലോറിൻ പരിണാമത്തിന്റെ പ്രതികരണത്തെ അടിച്ചമർത്തുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് ചിത്രം 6a കാണിക്കുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, C76 ഇലക്ട്രോൺ കൈമാറ്റ നിരക്ക് ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ക്ലോറിൻ പരിണാമ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.അതിനാൽ, HWO, C76 എന്നിവയുടെ ശരിയായ ഘടനയുള്ള ഒരു സമുച്ചയത്തിന് മികച്ച പ്രവർത്തനവും ക്ലോറിൻ പ്രതികരണത്തെ തടയുന്നതിനുള്ള ഉയർന്ന കഴിവും ഉണ്ടായിരിക്കണം.C76 ഉള്ളടക്കം വർദ്ധിപ്പിച്ചതിന് ശേഷം, ഇലക്ട്രോഡിന്റെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രവർത്തനം മെച്ചപ്പെട്ടതായി കണ്ടെത്തി, ΔEp കുറയുകയും Ipa / Ipc അനുപാതം (പട്ടിക S3) വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്തു.ചിത്രം 6d (ടേബിൾ S3) ലെ Nyquist പ്ലോട്ടിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുത്ത RCT മൂല്യങ്ങളും ഇത് സ്ഥിരീകരിച്ചു, അവിടെ C76 ന്റെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ഉള്ളടക്കത്തിനൊപ്പം RCT മൂല്യങ്ങൾ കുറയുന്നതായി കണ്ടെത്തി.ഈ ഫലങ്ങൾ ലീയുടെ പഠനവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, അതിൽ മെസോപോറസ് WO3-ലേക്ക് മെസോപോറസ് കാർബൺ ചേർക്കുന്നത് VO2+/VO2+35-ലെ ചാർജ് ട്രാൻസ്ഫർ ചലനാത്മകത മെച്ചപ്പെടുത്തി.ഒരു പോസിറ്റീവ് പ്രതികരണം ഇലക്ട്രോഡിന്റെ (C=C ബോണ്ട്) 18,24,35,36,37 ന്റെ ചാലകതയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും എന്ന് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.[VO(H2O)5]2+, [VO2(H2O)4]+ എന്നിവയ്‌ക്കിടയിലുള്ള ഏകോപന ജ്യാമിതിയിലെ മാറ്റം മൂലം, ടിഷ്യു ഊർജ്ജം കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ C76-ന് പ്രതികരണ ഓവർസ്ട്രെയിൻ കുറയ്ക്കാനും കഴിയും.എന്നിരുന്നാലും, HWO ഇലക്ട്രോഡുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഇത് സാധ്യമാകണമെന്നില്ല.
(a) 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl ഇലക്‌ട്രോലൈറ്റിൽ (ν = 5 mV/s-ൽ) VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ വ്യത്യസ്ത HWO:C76 അനുപാതങ്ങളുള്ള UCC, HWO-C76 സംയുക്തങ്ങളുടെ സൈക്ലിക് വോൾട്ടമെട്രിക് സ്വഭാവം.(b) Randles-Sevchik ഉം (c) ഡിഫ്യൂഷൻ കാര്യക്ഷമത കണക്കാക്കുന്നതിനും k0 മൂല്യങ്ങൾ (d) നേടുന്നതിനുമുള്ള നിക്കോൾസന്റെ VO2+/VO2+ രീതി.
HWO-50% C76 VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് C76-ന്റെ ഏതാണ്ട് അതേ ഇലക്‌ട്രോകാറ്റലിറ്റിക് പ്രവർത്തനം കാണിക്കുക മാത്രമല്ല, കൂടുതൽ രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, C76 നെ അപേക്ഷിച്ച് ക്ലോറിൻ വാതകത്തിന്റെ പരിണാമത്തെ അത് അടിച്ചമർത്തുകയും ചെയ്തു.6a, അത്തിപ്പഴത്തിൽ ചെറിയ അർദ്ധവൃത്തം കാണിക്കുന്നതിനു പുറമേ.6g (താഴ്ന്ന RCT).C76, HWO-50% C76 (ടേബിൾ S3) നേക്കാൾ ഉയർന്ന പ്രത്യക്ഷമായ Ipa/Ipc കാണിച്ചു, മെച്ചപ്പെട്ട പ്രതികരണ റിവേഴ്‌സിബിലിറ്റി കൊണ്ടല്ല, മറിച്ച് SHE-യുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ക്ലോറിൻ റിഡക്ഷൻ പീക്ക് 1.2 V-ൽ ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യുന്നതിനാലാണ്.HWO-50% C76-ന്റെ മികച്ച പ്രകടനത്തിന് കാരണമായത് നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള ഉയർന്ന ചാലകതയുള്ള C76-നും HWO-യിലെ W-OH-ന്റെ ഉയർന്ന വെറ്റബിലിറ്റിയും കാറ്റലറ്റിക് പ്രവർത്തനങ്ങളും തമ്മിലുള്ള സമന്വയമാണ്.കുറഞ്ഞ ക്ലോറിൻ ഉദ്വമനം മുഴുവൻ സെല്ലിന്റെ ചാർജിംഗ് കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തും, മെച്ചപ്പെട്ട ചലനാത്മകത പൂർണ്ണ സെൽ വോൾട്ടേജിന്റെ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കും.
സമവാക്യം S1 അനുസരിച്ച്, ഡിഫ്യൂഷൻ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഒരു അർദ്ധ-റിവേഴ്സിബിൾ (താരതമ്യേന സ്ലോ ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്ഫർ) പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്, പീക്ക് കറന്റ് (IP) ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം (n), ഇലക്ട്രോഡ് ഏരിയ (A), ഡിഫ്യൂഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് (D), നമ്പർ എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ട്രാൻസ്ഫർ കോഫിഫിഷ്യന്റ് (α), സ്കാനിംഗ് വേഗത (ν).പരീക്ഷിച്ച മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഡിഫ്യൂഷൻ നിയന്ത്രിത സ്വഭാവം പഠിക്കുന്നതിനായി, ഐപിയും ν1/2 ഉം തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ആസൂത്രണം ചെയ്യുകയും ചിത്രം 6b-ൽ കാണിക്കുകയും ചെയ്തു.എല്ലാ വസ്തുക്കളും ഒരു രേഖീയ ബന്ധം കാണിക്കുന്നതിനാൽ, പ്രതികരണം ഡിഫ്യൂഷൻ വഴി നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു.VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനം അർദ്ധ-റിവേഴ്സിബിൾ ആയതിനാൽ, ലൈനിന്റെ ചരിവ് വ്യാപന ഗുണകത്തെയും α യുടെ മൂല്യത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു (സമവാക്യം S1).സ്ഥിരമായ ഡിഫ്യൂഷൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് (≈ 4 × 10-6 cm2/s)52 കാരണം, ലൈൻ ചരിവിലെ വ്യത്യാസം α യുടെ വ്യത്യസ്ത മൂല്യങ്ങളെ നേരിട്ട് സൂചിപ്പിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഇലക്ട്രോഡ് ഉപരിതലത്തിലേക്ക് ഇലക്ട്രോൺ കൈമാറ്റത്തിന്റെ വ്യത്യസ്ത നിരക്കുകൾ, C76, HWO -50 എന്നിവ. % C76, കുത്തനെയുള്ള ചരിവുകൾ (ഏറ്റവും ഉയർന്ന ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്ഫർ നിരക്ക്) പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.
പട്ടിക S3 (ചിത്രം 6d) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന കണക്കാക്കിയ ലോ-ഫ്രീക്വൻസി വാർബർഗ് ചരിവുകൾക്ക് (W) എല്ലാ മെറ്റീരിയലുകൾക്കും 1-ന് അടുത്ത് മൂല്യങ്ങളുണ്ട്, ഇത് റെഡോക്സ് കണങ്ങളുടെ പൂർണ്ണമായ വ്യാപനത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ സിവിക്ക് ν1/2 ന് എതിരായ ഐപിയുടെ ലീനിയർ സ്വഭാവം സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.അളവുകൾ .HWO-50% C76-ന്, Warburg ചരിവ് ഏകത്വത്തിൽ നിന്ന് 1.32 ലേക്ക് വ്യതിചലിക്കുന്നു, ഇത് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ അർദ്ധ-അനന്ത വ്യാപനത്തിൽ നിന്ന് (VO2+) മാത്രമല്ല, ഇലക്‌ട്രോഡ് പോറോസിറ്റി കാരണം വ്യാപന സ്വഭാവത്തിൽ നേർത്ത-പാളി സ്വഭാവവും നിർദ്ദേശിക്കുന്നു.
VO2+/VO2+ റെഡോക്‌സ് പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ റിവേഴ്‌സിബിലിറ്റി (ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്ഫർ റേറ്റ്) കൂടുതൽ വിശകലനം ചെയ്യാൻ, സ്റ്റാൻഡേർഡ് റേറ്റ് കോൺസ്റ്റന്റ് k041.42 നിർണ്ണയിക്കാൻ നിക്കോൾസൺ ക്വാസി-റിവേർസിബിൾ റിയാക്ഷൻ രീതിയും ഉപയോഗിച്ചു.S2 സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് ν−1/2 ന്റെ ഫംഗ്‌ഷനായി ΔEp ന്റെ ഒരു ഫംഗ്‌ഷനായി ഡൈമൻഷനില്ലാത്ത ഗതിക പാരാമീറ്റർ Ψ പ്ലോട്ട് ചെയ്‌ത് ഇത് ചെയ്യുന്നു.ഓരോ ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലിനും ഫലമായുണ്ടാകുന്ന Ψ മൂല്യങ്ങൾ പട്ടിക S4 കാണിക്കുന്നു.ഓരോ പ്ലോട്ടിന്റെയും ചരിവിന് S3 എന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് k0 × 104 cm/s (ഓരോ വരിയ്ക്കും അടുത്തായി എഴുതുകയും പട്ടിക S4-ൽ അവതരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു) ലഭിക്കുന്നതിന് ഫലങ്ങൾ (ചിത്രം 6c) പ്ലോട്ട് ചെയ്യുക.HWO-50% C76 ന് ഏറ്റവും ഉയർന്ന ചരിവ് ഉണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി (ചിത്രം 6c) അതിനാൽ ഏറ്റവും ഉയർന്ന k0 മൂല്യം 2.47 × 10-4 cm/s.ഇതിനർത്ഥം, ഈ ഇലക്ട്രോഡ് CV, EIS ഫലങ്ങൾ എന്നിവയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ഏറ്റവും വേഗതയേറിയ ചലനാത്മകത നൽകുന്നു എന്നാണ്.കൂടാതെ, RCT മൂല്യങ്ങൾ (പട്ടിക S3) ഉപയോഗിച്ച് Equation S4 ന്റെ Nyquist പ്ലോട്ടുകളിൽ നിന്ന് (ചിത്രം 6d) k0 മൂല്യങ്ങളും ലഭിച്ചു.EIS-ൽ നിന്നുള്ള ഈ k0 ഫലങ്ങൾ പട്ടിക S4-ൽ സംഗ്രഹിച്ചിരിക്കുന്നു കൂടാതെ സിനർജിസ്റ്റിക് പ്രഭാവം കാരണം HWO-50% C76 ഏറ്റവും ഉയർന്ന ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്ഫർ നിരക്ക് കാണിക്കുന്നുവെന്നും കാണിക്കുന്നു.ഓരോ രീതിയുടെയും വ്യത്യസ്ത ഉത്ഭവം കാരണം k0 ന്റെ മൂല്യം വ്യത്യസ്തമാണെങ്കിലും, അത് ഇപ്പോഴും അതേ അളവിലുള്ള ക്രമം കാണിക്കുകയും സ്ഥിരത കാണിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
നേടാനാകുന്ന മികച്ച ചലനാത്മകത പൂർണ്ണമായി മനസ്സിലാക്കാൻ, ഒപ്റ്റിമൽ ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലിനെ ഇൻസുലേറ്റ് ചെയ്യാത്ത UCC, TCC ഇലക്ട്രോഡുകളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്.VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്, HWO-C76 ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ΔEp ഉം മികച്ച റിവേഴ്സിബിലിറ്റിയും കാണിക്കുക മാത്രമല്ല, TCC-യുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ പരാന്നഭോജികളായ ക്ലോറിൻ പരിണാമ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ ഗണ്യമായി അടിച്ചമർത്തുകയും ചെയ്തു, OHA-യെ അപേക്ഷിച്ച് 1.45 V-ൽ ഗണ്യമായ കുറവുണ്ടായതായി സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു (ചിത്രം. 7a).സ്ഥിരതയുടെ കാര്യത്തിൽ, കാറ്റലിസ്റ്റ് ഒരു PVDF ബൈൻഡറുമായി കലർത്തി കാർബൺ തുണി ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ പ്രയോഗിച്ചതിനാൽ HWO-50% C76 ശാരീരികമായി സ്ഥിരതയുള്ളതാണെന്ന് ഞങ്ങൾ അനുമാനിച്ചു.UCC-യുടെ 50 mV യുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, HWO-50% C76 150 സൈക്കിളുകൾക്ക് ശേഷം 44 mV ന്റെ പീക്ക് ഷിഫ്റ്റ് കാണിച്ചു (ഡിഗ്രേഡേഷൻ നിരക്ക് 0.29 mV/ചക്രം) (ചിത്രം 7b).ഇത് വലിയ വ്യത്യാസമല്ലായിരിക്കാം, പക്ഷേ യുസിസി ഇലക്‌ട്രോഡുകളുടെ ചലനാത്മകത വളരെ മന്ദഗതിയിലാണ്, സൈക്ലിംഗിനൊപ്പം, പ്രത്യേകിച്ച് ബാക്ക് റിയാക്ഷനുമായി കുറയുന്നു.ടിസിസിയുടെ റിവേഴ്‌സിബിലിറ്റി യുസിസിയേക്കാൾ മികച്ചതാണെങ്കിലും, 150 സൈക്കിളുകൾക്ക് ശേഷം ടിസിസിക്ക് 73 എംവിയുടെ വലിയ പീക്ക് ഷിഫ്റ്റ് ഉണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി, ഇത് അതിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് വലിയ അളവിൽ ക്ലോറിൻ പുറത്തുവിടുന്നതിനാലാകാം.കാറ്റലിസ്റ്റ് ഇലക്ട്രോഡ് ഉപരിതലത്തിൽ നന്നായി പറ്റിനിൽക്കുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ.പരീക്ഷിച്ച എല്ലാ ഇലക്‌ട്രോഡുകളിലും കാണാൻ കഴിയുന്നതുപോലെ, പിന്തുണയുള്ള കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ ഇല്ലാത്തവ പോലും സൈക്ലിംഗ് അസ്ഥിരതയുടെ വ്യത്യസ്ത അളവുകൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, സൈക്ലിങ്ങിൽ പീക്ക് വേർപിരിയലിലെ മാറ്റങ്ങൾ കാറ്റലിസ്റ്റ് വേർപിരിയലിനേക്കാൾ രാസമാറ്റങ്ങൾ മൂലമുണ്ടാകുന്ന മെറ്റീരിയൽ നിർജ്ജീവമാകുന്നത് മൂലമാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.കൂടാതെ, ഇലക്ട്രോഡ് പ്രതലത്തിൽ നിന്ന് ഒരു വലിയ അളവിലുള്ള കാറ്റലിസ്റ്റ് കണങ്ങളെ വേർതിരിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഇത് പീക്ക് വേർതിരിവിൽ ഗണ്യമായ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകും (44 mV മാത്രമല്ല), കാരണം VO2+/VO2+ ന് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് (UCC) താരതമ്യേന നിഷ്‌ക്രിയമാണ്. റെഡോക്സ് പ്രതികരണം.
CCC യുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് ഒപ്റ്റിമൽ ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലിന്റെ CV (a) യുടെ താരതമ്യവും റെഡോക്സ് പ്രതികരണത്തിന്റെ VO2+/VO2+ (b) സ്ഥിരതയും.ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൽ 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl, എല്ലാ CV-കളും ν = 5 mV/s ന് തുല്യമാണ്.
VRFB സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സാമ്പത്തിക ആകർഷണം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ദക്ഷത കൈവരിക്കുന്നതിന് വനേഡിയം റെഡോക്സ് പ്രതികരണത്തിന്റെ ചലനാത്മകത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും മനസ്സിലാക്കുകയും ചെയ്യേണ്ടത് അത്യാവശ്യമാണ്.HWO-C76 സംയുക്തങ്ങൾ തയ്യാറാക്കുകയും VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ അവയുടെ ഇലക്ട്രോകാറ്റലിറ്റിക് പ്രഭാവം പഠിക്കുകയും ചെയ്തു.HWO കുറച്ച് ചലനാത്മക മെച്ചപ്പെടുത്തൽ കാണിച്ചെങ്കിലും മിക്സഡ് അസിഡിക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിൽ ക്ലോറിൻ പരിണാമത്തെ ഗണ്യമായി അടിച്ചമർത്തി.HWO അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ ചലനാത്മകത കൂടുതൽ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ HWO:C76 ന്റെ വിവിധ അനുപാതങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു.C76-ന്റെ ഉള്ളടക്കം HWO-ലേക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത്, പരിഷ്കരിച്ച ഇലക്ട്രോഡിലെ VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്ഫർ ഗതിവിഗതികൾ മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, ഇതിൽ HWO-50% C76 ആണ് ഏറ്റവും മികച്ച മെറ്റീരിയൽ, കാരണം ഇത് ചാർജ് ട്രാൻസ്ഫർ പ്രതിരോധം കുറയ്ക്കുകയും ക്ലോറിൻ വാതക പരിണാമത്തെ കൂടുതൽ അടിച്ചമർത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. C76.ടിസിസിയും പുറത്തിറങ്ങി.ഇത് C=C sp2 ഹൈബ്രിഡൈസേഷൻ, OH, W-OH ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ തമ്മിലുള്ള സമന്വയ ഫലമാണ്.HWO-50% C76 ന്റെ ഡീഗ്രേഡേഷൻ നിരക്ക് ഒന്നിലധികം സൈക്ലിംഗിന് കീഴിൽ 0.29mV/സൈക്കിൾ ആണെന്ന് കണ്ടെത്തി, UCC, TCC എന്നിവ യഥാക്രമം 0.33mV/സൈക്കിളും 0.49mV/സൈക്കിളും ആണ്, ഇത് മിക്സഡ് ആസിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിൽ വളരെ സ്ഥിരതയുള്ളതാക്കുന്നു.അവതരിപ്പിച്ച ഫലങ്ങൾ VO2+/VO2+ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിനായുള്ള ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഇലക്‌ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളെ ഫാസ്റ്റ് ചലനാത്മകതയും ഉയർന്ന സ്ഥിരതയും ഉപയോഗിച്ച് വിജയകരമായി തിരിച്ചറിയുന്നു.ഇത് ഔട്ട്‌പുട്ട് വോൾട്ടേജ് വർദ്ധിപ്പിക്കും, അതുവഴി VRFB-യുടെ പവർ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും അതുവഴി അതിന്റെ ഭാവി വാണിജ്യവൽക്കരണത്തിന്റെ ചിലവ് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും.
നിലവിലെ പഠനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന കൂടാതെ/അല്ലെങ്കിൽ വിശകലനം ചെയ്ത ഡാറ്റാസെറ്റുകൾ ന്യായമായ അഭ്യർത്ഥന പ്രകാരം ബന്ധപ്പെട്ട രചയിതാക്കളിൽ നിന്ന് ലഭ്യമാണ്.
ലുഡറർ ജി. തുടങ്ങിയവർ.ഗ്ലോബൽ ലോ-കാർബൺ എനർജി സാഹചര്യങ്ങളിൽ കാറ്റും സൗരോർജ്ജവും കണക്കാക്കുന്നു: ഒരു ആമുഖം.എനർജി ഇക്കണോമിക്സ്.64, 542-551.https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (2017).
ലീ, എച്ച്‌ജെ, പാർക്ക്, എസ്. ആൻഡ് കിം, എച്ച്. വനേഡിയം മാംഗനീസ് റെഡോക്സ് ഫ്ലോ ബാറ്ററികളുടെ പ്രകടനത്തിൽ MnO2 നിക്ഷേപത്തിന്റെ ഫലത്തെക്കുറിച്ചുള്ള വിശകലനം.ജെ. ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രി.സമൂഹം.165(5), A952-A956.https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (2018).
ഷാ, എഎ, തങ്കിരാല, ആർ., സിംഗ്, ആർ., വിൽസ്, ആർജിഎ, വാൽഷ്, എഫ്കെ ഡൈനാമിക് യൂണിറ്റ് സെൽ മോഡൽ ഓൾ-വനേഡിയം റെഡോക്സ് ഫ്ലോ ബാറ്ററി.ജെ. ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രി.സമൂഹം.158(6), A671.https://doi.org/10.1149/1.3561426 (2011).
ഗാൻഡോമി, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA, and Mench, MM ഒരു ഓൾ-വനേഡിയം റെഡോക്സ് ഫ്ലോ ബാറ്ററിയുടെ ഇൻ-സിറ്റു പൊട്ടൻഷ്യൽ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ മെഷർമെന്റും വെരിഫിക്കേഷൻ മോഡലും.ജെ. ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രി.സമൂഹം.163(1), A5188-A5201.https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (2016).
സുഷിമ, എസ്, സുസുക്കി, ടി. ഇലക്ട്രോഡ് ഘടന ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിനായി ഇന്റർഡിജിറ്റേറ്റഡ് ഫ്ലക്സ് ഫീൽഡ് ഉള്ള വനേഡിയം റെഡോക്സ് ബാറ്ററിയുടെ മോഡലിംഗും സിമുലേഷനും.ജെ. ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രി.സമൂഹം.167(2), 020553. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (2020).
Sun, B., Skillas-Kazakos, M. വനേഡിയം റെഡോക്സ് ബാറ്ററികളിലെ പ്രയോഗത്തിനായുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ പരിഷ്ക്കരണം - I. ഹീറ്റ് ട്രീറ്റ്മെന്റ്.ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രി.ആക്റ്റ 37(7), 1253–1260.https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (1992).
Liu, T., Li, S., Zhang, H., and Chen, J. വനേഡിയം ഫ്ലോ ബാറ്ററികളിൽ (VFBs) പവർ ഡെൻസിറ്റി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളിൽ മുന്നേറുന്നു.ജെ എനർജി കെമിസ്ട്രി.27(5), 1292–1303.https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (2018).
ലിയു, QH et al.ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത ഇലക്ട്രോഡ് കോൺഫിഗറേഷനും മെംബ്രൺ സെലക്ഷനും ഉള്ള ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ള വനേഡിയം റെഡോക്സ് ഫ്ലോ സെൽ.ജെ. ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രി.സമൂഹം.159(8), A1246-A1252.https://doi.org/10.1149/2.051208jes (2012).
വെയ്, ജി., ജിയ, കെ., ലിയു, ജെ., യാങ്, കെ. കാർബണുള്ള സംയുക്ത കാർബൺ നാനോട്യൂബ് കാറ്റലിസ്റ്റ് ഇലക്‌ട്രോഡുകൾ വനേഡിയം റെഡോക്സ് ബാറ്ററി ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് പിന്തുണ നൽകി.J. വൈദ്യുതി വിതരണം.220, 185-192.https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (2012).
മൂൺ, എസ്., ക്വോൺ, ബി.വി, ചാങ്, വൈ., ക്വോൺ, വൈ. വനേഡിയം റെഡോക്സ് ഫ്ലോ ബാറ്ററികളുടെ പ്രകടനത്തിൽ അമ്ലീകരിക്കപ്പെട്ട സിഎൻടികളിൽ നിക്ഷേപിച്ച ബിസ്മത്ത് സൾഫേറ്റിന്റെ പ്രഭാവം.ജെ. ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രി.സമൂഹം.166(12), A2602.https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (2019).
ഹുവാങ്, ആർ.-എച്ച്.കാത്തിരിക്കുക.വനേഡിയം റെഡോക്സ് ഫ്ലോ ബാറ്ററികൾക്കായി പ്ലാറ്റിനം/മൾട്ടി-വാൾഡ് കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പരിഷ്കരിച്ച സജീവ ഇലക്ട്രോഡുകൾ.ജെ. ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രി.സമൂഹം.159(10), A1579.https://doi.org/10.1149/2.003210jes (2012).
എന്നാൽ, എസ്. et al.വനേഡിയം റെഡോക്സ് ഫ്ലോ ബാറ്ററി ഓർഗാനോമെറ്റാലിക് സ്കഫോൾഡുകളിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞ നൈട്രജൻ-ഡോപ്ഡ് കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ കൊണ്ട് അലങ്കരിച്ച ഇലക്ട്രോകാറ്റലിസ്റ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.ജെ. ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രി.സമൂഹം.165(7), A1388.https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (2018).
ഖാൻ, പി. തുടങ്ങിയവർ.വനേഡിയം റെഡോക്സ് ഫ്ലോ ബാറ്ററികൾക്കായി VO2+/, V2+/V3+ റെഡോക്സ് ദമ്പതികൾക്ക് മികച്ച ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ആക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയലായി ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് നാനോഷീറ്റുകൾ.കാർബൺ 49(2), 693–700.https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (2011).
ഗോൺസാലസ്, Z. et al.വനേഡിയം റെഡോക്സ് ബാറ്ററികൾക്കായി ഗ്രാഫീൻ പരിഷ്കരിച്ച ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ മികച്ച ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രകടനം.J. വൈദ്യുതി വിതരണം.338, 155-162.https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.10.069 (2017).
González Z., Vizirianu S., Dinescu G., Blanco S., Santamaria R. കാർബൺ നാനോവാൾ ഫിലിമുകൾ വനേഡിയം റെഡോക്സ് ഫ്ലോ ബാറ്ററികളിലെ നാനോ ഘടനയുള്ള ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളായി.നാനോ എനർജി 1(6), 833–839.https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (2012).
Opar DO, Nankya R., Lee J., Yung H. ത്രിമാന ഗ്രാഫീൻ പരിഷ്കരിച്ച മെസോപോറസ് കാർബൺ ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള വനേഡിയം റെഡോക്സ് ഫ്ലോ ബാറ്ററികൾക്കായി അനുഭവപ്പെട്ടു.ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രി.നിയമം 330, 135276. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (2020).