304 capillary tube ናኖኮምፖዚትስ በ Tungsten Oxide/Fullerene ላይ የተመሰረተ እንደ ኤሌክትሮካታላይስት እና ጥገኛ ተውሳኮች VO2+/VO2+ ምላሽ በድብልቅ አሲድ

Nature.comን ስለጎበኙ እናመሰግናለን።የተወሰነ የሲኤስኤስ ድጋፍ ያለው የአሳሽ ስሪት እየተጠቀሙ ነው።ለበለጠ ልምድ፣ የዘመነ አሳሽ እንድትጠቀም እንመክርሃለን (ወይም የተኳኋኝነት ሁነታን በኢንተርኔት ኤክስፕሎረር አሰናክል)።በተጨማሪም, ቀጣይነት ያለው ድጋፍ ለማረጋገጥ, ጣቢያውን ያለ ቅጦች እና ጃቫስክሪፕት እናሳያለን.
በአንድ ጊዜ የሶስት ስላይዶችን ካርሶል ያሳያል።በአንድ ጊዜ በሶስት ስላይዶች ለመንቀሳቀስ የቀደመውን እና ቀጣይ ቁልፎችን ይጠቀሙ ወይም በመጨረሻው ላይ ያሉትን ተንሸራታቾች በአንድ ጊዜ በሶስት ስላይዶች ለማለፍ ይጠቀሙ።

አይዝጌ ብረት 304 ኮይል ቱቦ ኬሚካላዊ ቅንብር

304 አይዝጌ ብረት መጠምጠሚያ ቱቦ የኦስቲኒቲክ ክሮምሚ-ኒኬል ቅይጥ አይነት ነው።እንደ አይዝጌ ብረት 304 ኮይል ቲዩብ አምራች ከሆነ በውስጡ ያለው ዋናው ክፍል Cr (17% -19%) እና ናይ (8% -10.5%) ነው።የዝገት መቋቋምን ለማሻሻል, አነስተኛ መጠን ያላቸው Mn (2%) እና ሲ (0.75%).

አይዝጌ ብረት 304 ጥቅል ቱቦ ሜካኒካል ባህሪዎች

የ 304 አይዝጌ ብረት ጥቅል ቱቦ ሜካኒካዊ ባህሪዎች እንደሚከተለው ናቸው ።

• የመጠን ጥንካሬ: ≥515MPa
• የማፍራት ጥንካሬ፡ ≥205MPa
• ማራዘም፡ ≥30%

አይዝጌ ብረት 304 ኮይል ቱቦ አፕሊኬሽኖች እና አጠቃቀሞች

በአንጻራዊነት ከፍተኛ ዋጋ ያለው የቫናዲየም ሬዶክስ ፍሰት ባትሪዎች (VRFBs) ሰፊ አጠቃቀማቸውን ይገድባል።የVRFBን የኃይል ጥንካሬ እና የኢነርጂ ውጤታማነት ለመጨመር የኤሌክትሮኬሚካላዊ ምላሾች ኪነቲክስ መሻሻል አለበት፣ በዚህም የVRFB kWh ወጪን ይቀንሳል።በዚህ ሥራ በሃይድሮተርሚሊየይ የተቀናጀ ሃይድሬትድ ቱንግስተን ኦክሳይድ (HWO) ናኖፓርተሎች C76 እና C76/HWO በካርቦን ጨርቅ ኤሌክትሮዶች ላይ ተቀምጠው ለ VO2+/VO2+ redox ምላሽ እንደ ኤሌክትሮክካታላይስት ተፈትነዋል።የመስክ ልቀት ቅኝት ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፒ (FESEM)፣ ሃይል የሚበተን የኤክስሬይ ስፔክትሮስኮፒ (EDX)፣ ባለከፍተኛ ጥራት ማስተላለፊያ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፒ (HR-TEM)፣ የኤክስሬይ ዳይፍራክሽን (XRD)፣ የኤክስሬይ የፎቶ ኤሌክትሮን ስፔክትሮስኮፒ (XPS)፣ ኢንፍራሬድ ፎሪየር የ Spectroscopy (FTIR) እና የግንኙነት አንግል መለኪያዎችን ይለውጡ።የ C76 Fullerene ወደ HWO መጨመር የ VO2+/VO2+ redox ምላሽን በተመለከተ የኤሌክትሮጁን እንቅስቃሴን ከፍ ሊያደርግ እና ኦክስጅንን የያዙ የተግባር ቡድኖችን በላዩ ላይ በማቅረብ ተገኝቷል ።የ HWO/C76 ውህድ (50 wt% C76) ለ VO2+/VO2+ ምላሽ ከ ΔEp 176 mV ጋር ከ 365 mV ጋር ላልተጣራ የካርበን ጨርቅ (UCC) በጣም ተስማሚ ሆኖ ተገኝቷል።በተጨማሪም, የ HWO/C76 ውህድ በ W-OH ተግባራዊ ቡድኖች ምክንያት ጥገኛ የሆነውን የክሎሪን ዝግመተ ለውጥ ምላሽ በከፍተኛ ሁኔታ መከልከልን አሳይቷል.
ከፍተኛ የሰው ልጅ እንቅስቃሴ እና ፈጣን የኢንደስትሪ አብዮት ሊቆም የማይችል ከፍተኛ የኤሌክትሪክ ፍላጎት አስከትሏል ይህም በዓመት 3% ገደማ እያደገ ነው።ለበርካታ አስርት ዓመታት የቅሪተ አካል ነዳጆችን እንደ የሀይል ምንጭ በስፋት መጠቀሙ የግሪንሀውስ ጋዝ ልቀትን አስከትሏል፣ ይህም የአለም ሙቀት መጨመርን፣ የውሃ እና የአየር ብክለትን በማስከተል መላውን የስነ-ምህዳር ስርዓት አደጋ ላይ ጥሏል።በመሆኑም በ2050 የንፁህ ታዳሽ ሃይል እና የፀሐይ ሃይል ድርሻ ከጠቅላላ ኤሌክትሪክ 75% ይደርሳል ተብሎ ይጠበቃል።ነገር ግን የታዳሽ ሃይል ምርት ከአጠቃላይ የኤሌክትሪክ ምርት 20% ሲበልጥ ፍርግርግ ያልተረጋጋ ይሆናል 1. ቀልጣፋ የኢነርጂ ማከማቻ ስርዓቶች መዘርጋት ለዚህ ሽግግር ወሳኝ ነው ምክንያቱም ከመጠን በላይ የኤሌክትሪክ ኃይል ማከማቸት እና አቅርቦትን እና ፍላጎትን ማመጣጠን አለባቸው.
እንደ ዲቃላ ቫናዲየም ሬዶክስ ፍሰት ባትሪዎች ካሉ ሁሉም የኃይል ማከማቻ ስርዓቶች መካከል ሁሉም የቫናዲየም ሬዶክስ ፍሰት ባትሪዎች (VRFBs) በብዙ ጥቅሞቻቸው3 በጣም የላቁ እና ለረጅም ጊዜ የኃይል ማከማቻ (~ 30 ዓመታት) ምርጥ መፍትሄ ተደርገው ይወሰዳሉ።የታዳሽ የኃይል ምንጮች አጠቃቀም 4.ይህ የሆነበት ምክንያት የኃይል እና የኢነርጂ ጥንካሬ መለያየት ፣ ፈጣን ምላሽ ፣ ረጅም ዕድሜ እና በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ አመታዊ ወጪዎች $ 65 / kWh ከ $ 93-140 / kWh ለ Li-ion እና እርሳስ-አሲድ ባትሪዎች እና 279-420 USD/kWh።/ kWh ባትሪዎች በቅደም ተከተል 4.
ነገር ግን፣ በስፋት የተስፋፋው የማስታወቂያ ስራቸው በአንፃራዊነት ከፍተኛ በሆነ የስርአት ካፒታል ወጪዎች፣በዋነኛነት በባትሪ ፓኬጆች 4,5 እንቅፋት ሆኖ ቀጥሏል።ስለዚህ የሁለት የግማሽ ሴል ምላሾችን እንቅስቃሴ በመጨመር የባትሪውን አፈጻጸም ማሻሻል የባትሪውን መጠን በመቀነስ ወጪን ይቀንሳል።ስለዚህ በጥንቃቄ ማመቻቸት ያለበት በኤሌክትሮል ዲዛይኑ, ውህደቱ እና መዋቅር ላይ በመመርኮዝ በፍጥነት ወደ ኤሌክትሮል ወለል በፍጥነት የኤሌክትሮኒክስ ሽግግር ያስፈልጋል.ምንም እንኳን በካርቦን ላይ የተመሰረቱ ኤሌክትሮዶች ጥሩ የኬሚካላዊ እና ኤሌክትሮኬሚካላዊ መረጋጋት እና ጥሩ የኤሌክትሪክ ምቹነት ቢኖራቸውም, ህክምና ካልተደረገላቸው, የኦክስጂን ተግባራዊ ቡድኖች እና ሃይድሮፊሊቲቲ7,8 ባለመኖሩ ኪኔቲክስ አዝጋሚ ይሆናል.ስለዚህ የሁለቱም ኤሌክትሮዶች እንቅስቃሴን ለማሻሻል የተለያዩ ኤሌክትሮክካታሊስቶች ከካርቦን ኤሌክትሮዶች ጋር በተለይም ከካርቦን ናኖስትራክቸር እና ከብረት ኦክሳይድ ጋር ይጣመራሉ, በዚህም የ VRFB ኤሌክትሮዶችን እንቅስቃሴ ይጨምራሉ.
ብዙ የካርበን ቁሳቁሶች እንደ ካርቦን ወረቀት9፣ ካርቦን ናኖቱብስ10፣11፣12፣13፣ graphene-based nanostructures14,15,16,17፣ carbon nanofibers18 እና ሌሎች19፣20,21,22,23፣ ጥቅም ላይ ውለዋል፣ ከሙሉ ቤተሰብ በስተቀር .ቀደም ሲል በ C76 ላይ ባደረግነው ጥናት ፣ ይህ ፉለርሬን ወደ VO2 +/VO2+ ጥሩ የኤሌክትሮኬቲክ እንቅስቃሴ ለመጀመሪያ ጊዜ ሪፖርት አድርገናል ፣ በሙቀት-ታከመ እና ካልታከመ የካርበን ጨርቅ ጋር ሲነፃፀር ፣ የኃይል ማስተላለፊያ የመቋቋም አቅም በ 99.5% እና 97% 24 ቀንሷል።ከ C76 ጋር ሲነፃፀር ለ VO2+/VO2+ ምላሽ የካርቦን ቁሳቁሶች የካታሊቲክ አፈፃፀም በሰንጠረዥ S1 ውስጥ ይታያል።በሌላ በኩል እንደ CeO225, ZrO226, MoO327, NiO28, SnO229, Cr2O330 እና WO331, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 የመሳሰሉ ብዙ የብረት ኦክሳይዶች የእርጥበት መጠን እና ከፍተኛ የኦክስጂን ይዘት በመጨመሩ ጥቅም ላይ ይውላሉ.ቡድኖች.ሠንጠረዥ S2 በVO2+/VO2+ ምላሽ ውስጥ የእነዚህን የብረት ኦክሳይድ አፈፃፀም ያሳያል።WO3 በዝቅተኛ ዋጋ፣ በአሲድማ ሚዲያ ከፍተኛ መረጋጋት እና ከፍተኛ የካታሊቲክ እንቅስቃሴ31,32,33,34,35,36,37,38 ምክንያት ጉልህ በሆኑ ስራዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ውሏል.ይሁን እንጂ WO3 በካቶድ ኪኔቲክስ ላይ ትንሽ መሻሻል አሳይቷል.የ WO3 እንቅስቃሴን ለማሻሻል የተቀነሰ tungsten oxide (W18O49) በአዎንታዊ ኤሌክትሮዶች እንቅስቃሴ ላይ ያለው ተጽእኖ ተፈትኗል38።ሃይድሬትድ የተንግስተን ኦክሳይድ (HWO) ከ anhydrous WOx39,40 ጋር ሲነፃፀር በፈጣን የ cation ስርጭት ምክንያት ከፍተኛ እንቅስቃሴን ቢያሳይም በVRFB መተግበሪያዎች ውስጥ ተፈትኖ አያውቅም።የሶስተኛው ትውልድ ሁሉ-ቫናዲየም ሬዶክስ ፍሰት ባትሪ የባትሪውን አፈፃፀም ለማሻሻል እና የቫናዲየም ionዎችን በኤሌክትሮላይት ውስጥ ያለውን መሟሟት እና መረጋጋትን ለማሻሻል ከኤች.ሲ.ኤል.ኤል እና ከH2SO4 የተዋቀረ ድብልቅ አሲድ ኤሌክትሮላይት ይጠቀማል።ነገር ግን የጥገኛ ክሎሪን የዝግመተ ለውጥ ምላሽ የሶስተኛው ትውልድ ጉዳቱ አንዱ ሆኗል ስለዚህ የክሎሪን ግምገማ ምላሽን ለመግታት መንገዶች መፈለግ የበርካታ የምርምር ቡድኖች ተግባር ሆኗል።
እዚህ ላይ የ VO2+/VO2+ ምላሽ ሙከራዎች በካርቦን ጨርቅ ኤሌክትሮዶች ላይ በተቀመጡት የ HWO/C76 ውህዶች ላይ በኤሌክትሪካዊ ኮምፕዩተርነት እና በኤሌክትሮል ወለል ላይ ባለው የ redox reaction kinetics መካከል ያለውን ሚዛን ለማግኘት የፓራሲቲክ ክሎሪን ክምችትን በመጨፍለቅ ላይ ተካሂደዋል.ምላሽ (KVR)።ሃይድሬትድ የተንግስተን ኦክሳይድ (HWO) nanoparticles በቀላል የሃይድሮተርማል ዘዴ ተዋህደዋል።የሶስተኛውን ትውልድ VRFB (G3) ለምቾት ለመምሰል እና የ HWO በ parasitic chlorine evolution reaction42 ላይ ያለውን ተጽእኖ ለመመርመር በተደባለቀ አሲድ ኤሌክትሮላይት (H2SO4/HCl) ውስጥ ሙከራዎች ተካሂደዋል።
ቫናዲየም (IV) ሰልፌት ኦክሳይድ ሃይድሬት (VOSO4, 99.9%, Alfa-Aeser), ሰልፈሪክ አሲድ (H2SO4), ሃይድሮክሎሪክ አሲድ (HCl), dimethylformamide (DMF, Sigma-Aldrich), polyvinylidene ፍሎራይድ (PVDF, ሲግማ-አልድሪክ), ሶዲየም. በዚህ ጥናት ውስጥ Tungsten oxide dihydrate (Na2WO4, 99%, Sigma-Aldrich) እና hydrophilic carbon ጨርቅ ELAT (የነዳጅ ሴል ማከማቻ) ጥቅም ላይ ውለዋል።
ሃይድሬትድ ቱንግስተን ኦክሳይድ (HWO) የሚዘጋጀው በሃይድሮተርማል ምላሽ ሲሆን 2 g የና2WO4 ጨው በ 12 ሚሊር ኤች ኦ ውስጥ ቀለም የሌለው መፍትሄ እስኪገኝ ድረስ ይቀልጣል እና ከዚያም 12 ሚሊር 2M HCl በ dropwise ታክሏል ቀላል ቢጫ እገዳ ተገኘ።እገዳ.የሃይድሮተርማል ምላሽ በቴፍሎን በተሸፈነ አይዝጌ ብረት አውቶክላቭ ምድጃ ውስጥ በ 180 º ሴ ለ 3 ሰዓታት ተከናውኗል።ቅሪቱ በማጣራት ተሰብስቦ 3 ጊዜ በኤታኖል እና በውሃ ታጥቦ በ 70 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ውስጥ ለ ~ 3 ሰአታት በምድጃ ውስጥ ደርቋል እና ከዚያም ሰማያዊ-ግራጫ HWO ዱቄት ለማግኘት.
የተገኘው (ያልታከመ) የካርቦን ጨርቅ ኤሌክትሮዶች (ሲ.ሲ.ቲ.) ጥቅም ላይ የሚውሉት በ 450 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ውስጥ በ 450 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ውስጥ በ 10 ሰአታት የሙቀት መጠን በአየር ውስጥ በ 15 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ውስጥ ባለው የሙቀት መጠን በቧንቧ ምድጃ ውስጥ ወይም በሙቀት ሕክምና ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ. ታከመ UCC (TCC) ማግኘት፣ s ከቀደመው ሥራ ጋር ተመሳሳይ 24. UCC እና TCC በግምት 1.5 ሴ.ሜ ስፋት እና 7 ሴ.ሜ ርዝመት ያላቸው ኤሌክትሮዶች ተቆርጠዋል።የC76፣ HWO፣ HWO-10% C76፣ HWO-30% C76 እና HWO-50% C76 እገዳዎች የተዘጋጀው 20 ሚሊ ግራም አክቲቭ ቁስ ዱቄት እና 10 wt% (~2.22 mg) የPVDF ማሰሪያ ወደ ~1 ሚሊ ሊትር በመጨመር ነው። ዲኤምኤፍ ተዘጋጅቶ ለ 1 ሰዓት ተመሳሳይነትን ለማሻሻል ተጣራ።ከዚያም 2 mg C76፣ HWO እና HWO-C76 ውህዶች በግምት 1.5 ሴሜ 2 በሆነው የUCC ንቁ ኤሌክትሮድ አካባቢ ላይ ተተግብረዋል።ሁሉም ማነቃቂያዎች በ UCC ኤሌክትሮዶች ላይ ተጭነዋል እና TCC ለንፅፅር ዓላማዎች ብቻ ጥቅም ላይ ውለው ነበር, እንደ ቀደመው ስራችን የሙቀት ሕክምና አያስፈልግም 24 .ለበለጠ ተመሳሳይነት 100 μl እገዳውን (ጭነት 2 ሚሊ ግራም) በመቦረሽ የአስተያየት ማስተካከያ ተገኝቷል።ከዚያም ሁሉም ኤሌክትሮዶች በአንድ ምሽት በ 60 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ውስጥ በአንድ ምድጃ ውስጥ ደርቀዋል.ትክክለኛውን የአክሲዮን ጭነት ለማረጋገጥ ኤሌክትሮዶች በፊት እና በኋላ ይለካሉ.የተወሰነ የጂኦሜትሪክ አካባቢ (~ 1.5 ሴ.ሜ) እንዲኖር እና በካፒላሪ ተጽእኖ ምክንያት የቫናዲየም ኤሌክትሮላይት ወደ ኤሌክትሮዶች እንዳይነሳ ለመከላከል ቀጭን የፓራፊን ሽፋን በንቁ ነገሮች ላይ ተተግብሯል.
የመስክ ልቀትን የሚቃኝ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (FESEM፣ Zeiss SEM Ultra 60.5 kV) የHWO ወለል ሞርፎሎጂን ለመመልከት ጥቅም ላይ ውሏል።በFiii8SEM (EDX፣ Zeiss AG) የተገጠመ የኢነርጂ የሚበተን የኤክስሬይ ስፔክትሮስኮፒ የHWO-50%C76 ኤለመንቶችን በ UCC ኤሌክትሮዶች ላይ ለመቅረጽ ጥቅም ላይ ውሏል።በ 200 ኪሎ ቮልት ፈጣን ቮልቴጅ የሚሰራ ከፍተኛ ጥራት ያለው ማስተላለፊያ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (HR-TEM, JOEL JEM-2100) ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ምስሎች እና የ HWO ቅንጣቶችን የማሰራጨት ቀለበቶችን ለማግኘት ጥቅም ላይ ውሏል.የringGUI ተግባርን በመጠቀም የHWO diffraction ringsን ለመተንተን እና ውጤቱን ከ XRD ሞዴሎች ጋር ለማነፃፀር የ Crystallographic Tool Box (CrysTBox) ሶፍትዌር ይጠቀሙ።የ UCC እና TCC አወቃቀሩ እና ግራፊኬሽን በኤክስሬይ ዲፍራክሽን (XRD) በ 2.4 ° / ደቂቃ ከ 5 ° ወደ 70 ° በ Cu Kα (λ = 1.54060 Å) በፓናሊቲካል ኤክስሬይ ዲፍራክቶሜትር በመጠቀም ይወሰናል.(ሞዴል 3600)XRD የ HWO ክሪስታል መዋቅር እና ደረጃዎችን ያሳያል።የPANalytical X'Pert HighScore ሶፍትዌር የ HWO ጫፎችን በመረጃ ቋቱ ውስጥ ከሚገኙት የተንግስተን ኦክሳይድ ካርታዎች ጋር ለማዛመድ ጥቅም ላይ ውሏል45።የHWO ውጤቶችን ከTEM ውጤቶች ጋር ያወዳድሩ።የ HWO ናሙናዎች ኬሚካላዊ ቅንብር እና ሁኔታ የሚወሰነው በኤክስሬይ የፎቶ ኤሌክትሮን ስፔክትሮስኮፒ (XPS, ESCALAB 250Xi, ThermoScientific) ነው.የCASA-XPS ሶፍትዌር (ቁ 2.3.15) ለከፍተኛ ዲኮንቮሉሽን እና የመረጃ ትንተና ስራ ላይ ውሏል።የፎሪየር ትራንስፎርሜሽን ኢንፍራሬድ ስፔክትሮስኮፒ (FTIR፣ የፐርኪን ኤልመር ክፍል KBr FTIR spectrometer በመጠቀም) የ HWO እና HWO-50%C76 ላይ ያሉ ተግባራዊ ቡድኖችን ለመወሰን መለኪያዎች ተካሂደዋል።ውጤቱን ከ XPS ውጤቶች ጋር ያወዳድሩ።የእውቂያ አንግል መለኪያዎች (KRUSS DSA25) እንዲሁም የኤሌክትሮዶችን እርጥብነት ለመለየት ጥቅም ላይ ውለው ነበር።
ለሁሉም ኤሌክትሮኬሚካላዊ መለኪያዎች, ባዮሎጂካል SP 300 የስራ ቦታ ጥቅም ላይ ውሏል.የ VO2+/VO2+ redox ምላሽ እና የ reagent ስርጭት (VOSO4 (VO2+)) ምላሽ ፍጥነት ላይ ያለውን ኤሌክትሮ ኪኔቲክስ ለማጥናት ሳይክሊክ ቮልታሜትሪ (CV) እና ኤሌክትሮኬሚካል ኢምፔዳንስ ስፔክትሮስኮፒ (EIS) ጥቅም ላይ ውለዋል።ሁለቱም ቴክኖሎጂዎች በ 1 M H2SO4 + 1 M HCl (የተደባለቀ አሲድ) ውስጥ የሚሟሟ የ 0.1 M VOSO4 (V4+) ኤሌክትሮላይት ክምችት ያለው ባለ ሶስት ኤሌክትሮድ ሴል ይጠቀማሉ.ሁሉም የኤሌክትሮኬሚካላዊ መረጃዎች በ IR ተስተካክለዋል.የሳቹሬትድ ካሎሜል ኤሌክትሮድ (ኤስሲኢ) እና የፕላቲኒየም (ፒቲ) መጠምጠሚያ እንደ ማጣቀሻ እና ቆጣሪ ኤሌክትሮድ በቅደም ተከተል ጥቅም ላይ ውለዋል።ለሲቪ፣ የ 5፣ 20 እና 50 mV/s የፍተሻ መጠን (ν) 5፣ 20 እና 50 mV/s ከ SCE ለ VO2+/VO2+ ጋር ሲነፃፀር (VSCE = 0.242) ላይ ተተግብሯል (VSCE = 0.242) ቪ ከኤችኤስኢ አንጻር)።የኤሌክትሮል እንቅስቃሴን ማቆየት ለመመርመር የሲቪ ሪሳይክል በ UCC, TCC, UCC-C76, UCC-HWO እና UCC-HWO-50% C76 በ ν ከ 5 mV/s ጋር እኩል ነው.ለ VO2+/VO2+ redox ምላሽ ለ EIS መለኪያዎች፣ የ 0.01-105 Hz ድግግሞሽ መጠን እና የ 10 mV ክፍት የቮልቴጅ (OCV) ብጥብጥ ጥቅም ላይ ውሏል።የውጤቶቹን ወጥነት ለማረጋገጥ እያንዳንዱ ሙከራ 2-3 ጊዜ ተደግሟል።የተለያዩ የፍጥነት መለኪያዎች (k0) የተገኘው በኒኮልሰን ዘዴ 46,47 ነው.
ሃይድሬትድ ቱንግስተን ኦክሳይድ (HVO) በሃይድሮተርማል ዘዴ በተሳካ ሁኔታ ተዋህዷል።SEM ምስል በ fig.1a የሚያሳየው የተከማቸ HWO በ25-50 nm ክልል ውስጥ ያሉ ጥቃቅን መጠን ያላቸው የናኖፓርተሎች ስብስቦችን ያካተተ መሆኑን ያሳያል።
የ HWO የኤክስ ሬይ ልዩነት በ ~ 23.5 ° እና ~ 47.5 ° ከፍተኛ (001) እና (002) ያሳያል። b = 17.8 Å, c = 3.8 Å, α = β = γ = 90 °), እሱም ከሚታየው ሰማያዊ ቀለም ጋር ይዛመዳል (ምስል 1 ለ) 48,49.በግምት 20.5°፣ 27.1°፣ 28.1°፣ 30.8°፣ 35.7°፣ 36.7° እና 52.7° ላይ ያሉ ሌሎች ከፍታዎች (140)፣ (620)፣ (350))፣ (720)፣ (740)፣ (560) ናቸው።እና (970) diffraction አውሮፕላኖች, በቅደም, 49 orthorhombic WO2.63.ሶንጋራ እና ሌሎች.43 WO3 (H2O) 0.333 በመኖሩ ምክንያት ነጭ ምርት ለማግኘት ተመሳሳይ ሰው ሠራሽ ዘዴን ተጠቅሟል.ይሁን እንጂ በዚህ ሥራ ውስጥ በተለያዩ ሁኔታዎች ምክንያት ሰማያዊ-ግራጫ ምርት ተገኝቷል, ይህም በ Å ውስጥ WO3 (H2O) 0.333 (PDF 087-1203, a = 7.3 Å, b = 12.5 Å, c = 7.7) አብሮ መኖርን ያመለክታል. , α = β = γ = 90 °) እና የተቀነሰው የ tungsten ኦክሳይድ ቅርጽ.ከ X'Pert HighScore ሶፍትዌር ጋር ከፊል-quantitative ትንታኔ 26% WO3(H2O) 0.333፡ 74% W32O84 አሳይቷል።W32O84 W6+ እና W4+ (1.67:1 W6+:W4+) ያቀፈ በመሆኑ፣ የW6+ እና W4+ የሚገመተው ይዘት 72% W6+ እና 28% W4+ ነው፣ በቅደም ተከተል።SEM ምስሎች፣ በኒውክሊየስ ደረጃ 1 ሰከንድ የ XPS ስፔክትራ፣ TEM ምስሎች፣ FTIR spectra እና የ C76 ቅንጣቶች ራማን ስፔክትራ ባለፈው ወረቀታችን24 ቀርበዋል።እንደ Kawada et al.50,51, የ C76 የኤክስሬይ ዲፍራክሽን ንድፍ ቶሉይን ከተወገደ በኋላ የ FCC ሞኖክሊን መዋቅር ያሳያል.
SEM ምስሎች በ fig.2a እና b የ HWO እና HWO-50% C76 በ UCC ኤሌክትሮዶች የካርቦን ፋይበር ላይ እና መካከል በተሳካ ሁኔታ ማስቀመጥ ያሳያሉ።በስእል 2 ሐ በሴም ምስል ውስጥ የተንግስተን ፣ የካርቦን እና ኦክሲጅን ንጥረ ነገር ካርታ በምስል ላይ ይታያል።2d–f የተንግስተን እና ካርቦን አንድ ወጥ በሆነ መልኩ የተቀላቀሉ (ተመሳሳይ ስርጭትን የሚያሳይ) በኤሌክትሮል ወለል ላይ እና ውህዱ በእኩል መጠን እንደማይቀመጥ ያሳያል።በዝናብ ዘዴ ባህሪ ምክንያት.
የተቀማጭ የHWO ቅንጣቶች (ሀ) እና የ HWO-C76 ቅንጣቶች (ለ) የ SEM ምስሎች።በምስል (c) ላይ ያለውን ቦታ በመጠቀም ወደ HWO-C76 በ UCC የተሰቀለ የኤዲኤክስ ካርታ በናሙና ውስጥ የተንግስተን (መ)፣ የካርቦን (ሠ) እና የኦክስጅን (ረ) ስርጭት ያሳያል።
HR-TEM ለከፍተኛ የማጉላት ምስል እና ክሪስታሎግራፊክ መረጃ (ምስል 3) ጥቅም ላይ ውሏል።HWO በስእል 3a እንደሚታየው ናኖኩብ ሞርፎሎጂን ያሳያል እና በስእል 3 ለ ላይ የበለጠ ግልፅ ነው።ለተመረጠው ቦታ ናኖኩብ ለማሰራጨት ናኖኩብ በማጉላት የብራግ ህግን የሚያረካ የፍርግርግ መዋቅር እና የዲፍራክሽን አውሮፕላኖች በስእል 3 ሐ ላይ እንደሚታየው የቁሱ ክሪስታላይትነት ያረጋግጣል።ወደ ስእል 3c በመግቢያው ላይ d 3.3 Å ከ (022) እና (620) የዲፍራክሽን አውሮፕላኖች በ WO3 (H2O) 0.333 እና W32O84, 43, 44, 49 ደረጃዎች ውስጥ ያለውን ርቀት ያሳያል.ይህ ከላይ ካለው የ XRD ትንተና (ምስል 1 ለ) ጋር የሚጣጣም ነው, ምክንያቱም የሚታየው የግራቲንግ አውሮፕላን ርቀት d (ምስል 3c) በ HWO ናሙና ውስጥ ካለው ኃይለኛ የ XRD ጫፍ ጋር ስለሚመሳሰል.የናሙና ቀለበቶችም በ fig.3d, እያንዳንዱ ቀለበት ከተለየ አውሮፕላን ጋር የሚመሳሰልበት.የ WO3 (H2O) 0.333 እና W32O84 አውሮፕላኖች ነጭ እና ሰማያዊ ቀለም ያላቸው ሲሆኑ የእነሱ ተዛማጅ የ XRD ቁንጮዎች እንዲሁ በስእል 1 ለ.በቀለበት ንድፍ ላይ የሚታየው የመጀመሪያው ቀለበት በ (022) ወይም (620) ዲፍራክሽን አውሮፕላን የኤክስሬይ ንድፍ ውስጥ ከመጀመሪያው ምልክት ጫፍ ጋር ይዛመዳል።ከ (022) እስከ (402) ቀለበቶች, d-ርቀቶች 3.30, 3.17, 2.38, 1.93 እና 1.69 Å ተገኝተዋል, እነዚህም ከ XRD እሴቶች 3.30, 3.17, 2 .45, 1.93 እና 1.66.Å, 44, 45, በቅደም ተከተል.
(ሀ) HR-TEM የHWO ምስል፣ (ለ) የሰፋ ምስል ያሳያል።የግራቲንግ አውሮፕላኖች ምስሎች በ (ሐ) ውስጥ ይታያሉ ፣ እና ኢንሴት (ሐ) የአውሮፕላኖቹን ምስል እና የ 0.33 nm ርቀት ከ (002) እና (620) አውሮፕላኖች ጋር የሚዛመድ ምስል ያሳያል።(መ) የ HWO ቀለበት ንድፍ ከ WO3 (H2O) 0.333 (ነጭ) እና W32O84 (ሰማያዊ) ደረጃዎች ጋር የተያያዙ አውሮፕላኖችን ያሳያል።
የ XPS ትንተና የተንግስተን ላይ ላዩን ኬሚስትሪ እና ኦክሲዴሽን ሁኔታን ለማወቅ ተከናውኗል (ምስል S1 እና 4)።የተቀናበረው HWO ሰፊው ክልል XPS ቅኝት በምስል ላይ ይታያል።S1, የተንግስተን መኖሩን ያመለክታል.የዋናው W 4f እና O 1s ደረጃዎች XPS ጠባብ ቅኝት በምስል 1 ላይ ይታያል።4a እና b, በቅደም ተከተል.የW 4f ስፔክትረም ከኦክሳይድ ግዛት አስገዳጅ ኃይል ጋር በሚዛመደው በሁለት ስፒን-ኦርቢት ድርብ የተከፈለ ነው። W 4f5/2 እና W 4f7/2 በ 37.8 እና 35.6 eV አስገዳጅ ሃይሎች የW6+ ናቸው እና ቁንጮዎቹ W 4f5/2 እና W 4f7/2 በ36.6 እና 34.9 eV በቅደም ተከተል የW4+ ግዛት ባህሪያት ናቸው።የኦክሳይድ ሁኔታ (W4+) መኖሩ የ stoichiometric WO2.63 መፈጠሩን የበለጠ ያረጋግጣል ፣ የ W6+ መኖር ደግሞ በ WO3 (H2O) 0.333 ምክንያት ስቶይቺዮሜትሪክ WO3 ያሳያል ።የተገጠመው መረጃ እንደሚያሳየው የW6+ እና W4+ አቶሚክ መቶኛ 85% እና 15% ሲሆኑ እነዚህም በሁለቱ ቴክኖሎጂዎች መካከል ያለውን ልዩነት ግምት ውስጥ በማስገባት ከXRD መረጃ ከተገመቱት እሴቶች ጋር በአንጻራዊነት ይቀራረባሉ።ሁለቱም ዘዴዎች መጠናዊ መረጃን በዝቅተኛ ትክክለኛነት በተለይም XRD ይሰጣሉ።በተጨማሪም ሁለቱ ዘዴዎች የተለያዩ የቁሳቁስ ክፍሎችን ይተነትናል ምክንያቱም XRD የጅምላ ዘዴ ሲሆን XPS ደግሞ ወደ ጥቂት ናኖሜትሮች የሚጠጋ የወለል ዘዴ ነው።የ O 1s ስፔክትረም በ 533 (22.2%) እና 530.4 eV (77.8%) ወደ ሁለት ጫፎች ይከፈላል።የመጀመሪያው ከ OH ጋር ይዛመዳል, ሁለተኛው ደግሞ በ WO ውስጥ ባለው ከላቲስ ውስጥ ከኦክስጅን ቦንዶች ጋር ይዛመዳል.የ OH ተግባራዊ ቡድኖች መገኘት ከ HWO እርጥበት ባህሪያት ጋር ይጣጣማል.
በነዚህ ሁለት ናሙናዎች ላይ የ FTIR ትንታኔም የተግባር ቡድኖች እና የተቀናጁ የውሃ ሞለኪውሎች በሃይድሪድ ኤች.አይ.ኦ. መዋቅር ውስጥ መኖራቸውን ይመረምራል።ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የ HWO-50% C76 ናሙና እና የ FT-IR HWO ውጤቶች በ HWO መገኘት ምክንያት ተመሳሳይ ይመስላሉ, ነገር ግን ለመተንተን በሚዘጋጁበት ጊዜ ጥቅም ላይ በሚውሉ የተለያዩ ናሙናዎች ምክንያት የከፍታዎቹ ጥንካሬ ይለያያሉ (ምስል 5a). ).HWO-50% C76 ሁሉም fullerene 24 ጫፎች የተንግስተን ኦክሳይድ ጫፍ በስተቀር ይታያሉ.የበለስ ውስጥ ዝርዝር.5a የሚያሳየው ሁለቱም ናሙናዎች በጣም ጠንካራ የሆነ ሰፊ ባንድ በ ~ 710 / ሴ.ሜ ያሳያሉ, ይህም በ HWO lattice መዋቅር ውስጥ በ OWO ዝርጋታ ንዝረት እና በ ~ 840 / ሴ.ሜ ጠንካራ ትከሻ, ለ WO.በ ~ 1610 / ሴሜ ያለው ሹል ባንድ ከ OH ንዝረት ጋር ይዛመዳል ፣ እና በ ~ 3400 / ሴ.ሜ ያለው ሰፊ የመምጠጥ ባንድ በሃይድሮክሳይል ቡድን 43 ውስጥ ካለው የ OH የመለጠጥ ንዝረት ጋር ይዛመዳል።እነዚህ ውጤቶች በምስል 4b ላይ ካለው የXPS ስፔክትረም ጋር የሚጣጣሙ ናቸው፣ የWO ተግባራዊ ቡድን ለVO2+/VO2+ ምላሽ ንቁ ቦታዎችን መስጠት ይችላል።
የ FTIR ትንተና የ HWO እና HWO-50% C76 (a) የተግባር ቡድኖችን እና የግንኙነት አንግል መለኪያዎችን (b, c) ያሳያል.
የ OH ቡድን የ VO2+/VO2+ ምላሽን ሊያነቃቃ ይችላል፣በዚህም የኤሌክትሮጁን የውሃ መጠን በመጨመር ስርጭትን እና የኤሌክትሮኖችን ማስተላለፍ ፍጥነትን ያበረታታል።የ HWO-50% C76 ናሙና በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው ተጨማሪ C76 ጫፍ ያሳያል.በ ~ 2905፣ 2375፣ 1705፣ 1607 እና 1445 cm3 ያሉት ቁንጮዎች ለCH፣ O=C=O፣ C=O፣ C=C እና CO የመለጠጥ ንዝረቶች በቅደም ተከተል ሊመደቡ ይችላሉ።የኦክስጂን ተግባራዊ ቡድኖች C = O እና CO ለቫናዲየም ምላሽ ምላሽ እንደ ንቁ ማዕከሎች ሆነው ሊያገለግሉ እንደሚችሉ ይታወቃል።የሁለቱን ኤሌክትሮዶች እርጥበታማነት ለመፈተሽ እና ለማነፃፀር በስእል 5b, c ላይ እንደሚታየው የግንኙነት ማዕዘን መለኪያዎች ጥቅም ላይ ውለዋል.የ HWO ኤሌክትሮድ ወዲያውኑ የውሃ ጠብታዎችን ይይዛል, ይህም በተገኘው የ OH ተግባራዊ ቡድኖች ምክንያት superhydrophilicity ያሳያል.HWO-50% C76 የበለጠ ሃይድሮፎቢክ ነው፣ ከ10 ሰከንድ በኋላ ወደ 135° የሚደርስ የግንኙነት አንግል ያለው።ነገር ግን በኤሌክትሮኬሚካላዊ መለኪያዎች ውስጥ HWO-50% C76 ኤሌክትሮድ ከአንድ ደቂቃ ባነሰ ጊዜ ውስጥ ሙሉ በሙሉ እርጥብ ሆኗል.የእርጥበት መጠን መለኪያዎች ከ XPS እና FTIR ውጤቶች ጋር የሚጣጣሙ ናቸው, ይህም በ HWO ወለል ላይ ያሉ ብዙ የኦኤች ቡድኖች በአንፃራዊነት የበለጠ ሃይድሮፊል ያደርገዋል.
የ VO2+/VO2+ ምላሽ የHWO እና HWO-C76 nanocomposites የተፈተነ ሲሆን HWO በ VO2+/VO2+ ምላሽ በተደባለቀ አሲድ ውስጥ የሚከሰተውን የክሎሪን ጋዝ ዝግመተ ለውጥን እንደሚገታ ሲጠበቅ C76 ደግሞ የሚፈለገውን VO2+/ VO2+ የበለጠ ያደርገዋል።10%፣ 30% እና 50% C76 የያዙ የHWO እገዳዎች በአጠቃላይ ወደ 2 mg/cm2 በሚደርስ ጭነት በ UCC ኤሌክትሮዶች ላይ ተተግብረዋል።
በለስ ላይ እንደሚታየው.6, በኤሌክትሮል ወለል ላይ ያለው የ VO2+/VO2+ ምላሽ ኪኔቲክስ ሲቪ በተደባለቀ አሲዳማ ኤሌክትሮላይቶች ውስጥ ተመርምሯል።የ ΔEp እና Ipa/Ipc ንጽጽርን ለማመቻቸት Currents እንደ I/Ipa ይታያሉ።የተለያዩ ማነቃቂያዎች በቀጥታ ከሥዕሉ ላይ ይገኛሉ.የአሁኑ አካባቢ አሃድ መረጃ በስእል 2S ላይ ይታያል።በለስ ላይ.ምስል 6a እንደሚያሳየው HWO በኤሌክትሮል ወለል ላይ ያለውን የ VO2+/VO2+ redox ምላሽ የኤሌክትሮን ማስተላለፊያ መጠን በትንሹ እንዲጨምር እና የጥገኛ ክሎሪን ዝግመተ ለውጥ ምላሽን እንደሚገታ ያሳያል።ይሁን እንጂ C76 የኤሌክትሮን ዝውውር ፍጥነትን በእጅጉ ይጨምራል እናም የክሎሪን ኢቮሉሽን ምላሽን ያነቃቃል።ስለዚህ, የ HWO እና C76 ትክክለኛ ቅንብር ያለው ውስብስብ በጣም ጥሩ እንቅስቃሴ እና የክሎሪን ምላሽን ለመግታት ከፍተኛ ችሎታ ሊኖረው ይገባል.የ C76 ይዘትን ከጨመረ በኋላ የኤሌክትሮኬሚካላዊ እንቅስቃሴው ተሻሽሏል, ይህም የ ΔEp ቅነሳ እና የ Ipa / Ipc ጥምርታ (ሠንጠረዥ S3) መጨመር ያሳያል.ይህ በስእል 6d (ሠንጠረዥ S3) ላይ ካለው የኒኩዊስት ሴራ በተወጡት የ RCT እሴቶች የተረጋገጠ ሲሆን የ RCT እሴቶች በ C76 እየጨመረ በሄደ መጠን ቀንሰዋል።እነዚህ ውጤቶች ሜሶፖረስስ ካርቦን ወደ mesoporous WO3 መጨመሩ በVO2+/VO2+35 ላይ ያለውን የቻርጅ ማስተላለፊያ ኪኔቲክስ አሻሽሎ ከሚለው የሊ ጥናት ጋር የሚጣጣሙ ናቸው።ይህ የሚያመለክተው አዎንታዊ ምላሽ በኤሌክትሮል (C=C bond) 18,24,35,36,37 ኮንዳክቲቭነት ላይ የበለጠ የተመካ ሊሆን ይችላል.በ[VO(H2O)5]2+ እና [VO2(H2O)4]+ መካከል ባለው የማስተባበር ጂኦሜትሪ ለውጥ ምክንያት፣ C76 የቲሹ ሃይልን በመቀነስ የሚሰጠውን ጫና መቀነስ ይችላል።ሆኖም ይህ በ HWO ኤሌክትሮዶች ላይሆን ይችላል.
(ሀ) የUCC እና የHWO-C76 ጥንቅሮች ሳይክሊክ ቮልታሜትሪክ ባህሪ ከተለያዩ የHWO:C76 ሬሾዎች ጋር በVO2+/VO2+ ምላሽ በ0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1M HCl ኤሌክትሮላይት (በ ν = 5 mV/s)።(ለ) Randles-Sevchik እና (ሐ) የኒኮልሰን VO2+/VO2+ የስርጭት ቅልጥፍናን ለመገመት እና k0 እሴቶችን ለማግኘት (መ) ዘዴ።
HWO-50% C76 ለ VO2+/VO2+ ምላሽ ከ C76 ጋር ተመሳሳይ የሆነ የኤሌክትሮክካታሊቲክ እንቅስቃሴን ማሳየቱ ብቻ ሳይሆን፣ በጣም የሚያስደንቀው ግን፣ በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው ከC76 ጋር ሲነፃፀር የክሎሪን ጋዝ ዝግመተ ለውጥን አፍኗል።6ሀ፣ በለስ ላይ ትንሹን ግማሽ ክብ ከማሳየት በተጨማሪ።6 ግ (ዝቅተኛ RCT)።C76 ከHWO-50% C76 (ሰንጠረዥ S3) ከፍ ያለ የሚታይ Ipa/Ipc አሳይቷል፣ በተሻሻለ ምላሽ መመለስ ሳይሆን፣ ከ SHE ጋር ሲነጻጸር በ1.2 ቮ የክሎሪን ቅነሳ ጫፍ መደራረብ ነው።የHWO-50% C76 ምርጡ አፈጻጸም የሚመነጨው በአሉታዊ ኃይል በተሞላው ከፍተኛ ተቆጣጣሪ C76 እና በHWO ላይ ባለው የW-OH ከፍተኛ የእርጥበት መጠን እና የካታሊቲክ ተግባራት መካከል ባለው ውህደት ነው።ያነሰ የክሎሪን ልቀት የሙሉ ሕዋስ ኃይል መሙላትን ያሻሽላል፣ የተሻሻለ ኪኔቲክስ የሙሉ ሕዋስ ቮልቴጅን ውጤታማነት ይጨምራል።
በቀመር S1 መሠረት፣ በስርጭት ቁጥጥር ለሚደረግ የኳሲ-ተለዋዋጭ (በአንፃራዊነት ቀርፋፋ የኤሌክትሮን ሽግግር) ምላሽ፣ የከፍተኛው ጅረት (IP) በኤሌክትሮኖች (n)፣ በኤሌክትሮል አካባቢ (A)፣ በስርጭት ኮፊሸን (ዲ) ቁጥር ​​ይወሰናል። የኤሌክትሮኖች ማስተላለፊያ ቅንጅት (α) እና የፍተሻ ፍጥነት (ν)።የተሞከሩትን ቁሳቁሶች ስርጭት ቁጥጥር ባህሪን ለማጥናት በአይፒ እና በ ν1/2 መካከል ያለው ግንኙነት ተቀርጿል እና በስእል 6 ለ.ሁሉም ቁሳቁሶች ቀጥተኛ ግንኙነትን ስለሚያሳዩ ምላሹ በስርጭት ይቆጣጠራል.የ VO2+/VO2+ ምላሽ በኳሲ ሊቀለበስ የሚችል ስለሆነ የመስመሩ ቁልቁል በስርጭት መጠን እና በ α (equation S1) ዋጋ ይወሰናል።በቋሚ ስርጭት ቅንጅት (≈ 4 × 10-6 ሴሜ 2 / ሰ) 52 ፣ በመስመር ተዳፋት ላይ ያለው ልዩነት በቀጥታ የተለያዩ የ α እሴቶችን ያሳያል እና ስለሆነም የተለያዩ የኤሌክትሮኖች ሽግግር ወደ ኤሌክትሮድ ወለል ፣ C76 እና HWO -50 % C76፣ በጣም ገደላማ ቁልቁል የሚያሳይ (ከፍተኛ የኤሌክትሮን ማስተላለፊያ መጠን)።
በሰንጠረዥ S3 ላይ የሚታየው ዝቅተኛ ድግግሞሽ የዋርበርግ ቁልቁለቶች (ደብሊው) ለሁሉም እቃዎች ወደ 1 የሚጠጉ እሴቶች አሏቸው፣ ይህም የሪዶክስ ቅንጣቶች ፍፁም ስርጭትን የሚያመለክቱ እና የአይፒ እና ν1/2 ለሲቪ ያላቸውን የመስመር ባህሪ የሚያረጋግጡ ናቸው።መለኪያዎች .ለ HWO-50% C76 ፣ የዋርበርግ ቁልቁል ከአንድነት ወደ 1.32 ይቀየራል ፣ ይህም ከፊል-ማያልቅ የሪአክተሮች ስርጭት (VO2+) ብቻ ሳይሆን በኤሌክትሮድ ፖሮቲዝም ምክንያት በተሰራጭ ባህሪ ውስጥ ምናልባት ቀጭን-ንብርብር ባህሪን ይጠቁማል።
የ VO2+/VO2+ redox ምላሽ ተገላቢጦሽ (የኤሌክትሮን ማስተላለፊያ መጠን) የበለጠ ለመተንተን፣ የኒኮልሰን ክዋሲ-ተለዋዋጭ ምላሽ ዘዴም መደበኛ ተመን ቋሚ k041.42 ለመወሰን ጥቅም ላይ ውሏል።ይህ የሚካሄደው የ S2 ቀመርን በመጠቀም ልኬት አልባ ኪነቲክ ፓራሜትር Ψ እንደ ΔEp እንደ ν−1/2 ተግባር ነው።ሠንጠረዥ S4 ለእያንዳንዱ ኤሌክትሮድ ቁሳቁስ የተገኘውን Ψ ዋጋዎችን ያሳያል።ውጤቶቹን ያሴሩ (ምስል 6 ሐ) k0 × 104 ሴ.ሜ / ሰ (ከእያንዳንዱ ረድፍ አጠገብ የተጻፈ እና በሰንጠረዥ S4 ላይ የተገለጸው) ለእያንዳንዱ ቦታ ተዳፋት S3 በመጠቀም።HWO-50% C76 ከፍተኛው ቁልቁል (ምስል 6c) እና ስለዚህ ከፍተኛው k0 ዋጋ 2.47 × 10-4 ሴ.ሜ / ሰ.ይህ ማለት ይህ ኤሌክትሮድ በምስል 6a እና d እና በሰንጠረዥ S3 ከCV እና EIS ውጤቶች ጋር የሚጣጣም በጣም ፈጣኑ ኪኔቲክስ ያቀርባል።በተጨማሪም ፣ የ k0 እሴቶቹ የ RCT እሴቶችን (ሠንጠረዥ S3) በመጠቀም ከ Nyquist plots (ምስል 6d) ቀመር S4 ተገኝተዋል።እነዚህ የ k0 ውጤቶች በ EIS ውስጥ በሰንጠረዥ S4 ውስጥ ተጠቃለዋል እና እንዲሁም HWO-50% C76 በተመጣጣኝ ተጽእኖ ምክንያት ከፍተኛውን የኤሌክትሮኒክስ ማስተላለፊያ መጠን ያሳያል.ምንም እንኳን የ k0 ዋጋ በእያንዳንዱ ዘዴ በተለያየ አመጣጥ ምክንያት ቢለያይም, አሁንም ተመሳሳይ መጠን ያለው ቅደም ተከተል ያሳያል እና ወጥነትን ያሳያል.
ሊደረስበት የሚችለውን እጅግ በጣም ጥሩ የኪነቲክስ ሙሉ በሙሉ ለመረዳት, እጅግ በጣም ጥሩውን የኤሌክትሮል ንጥረ ነገር ባልተሸፈነ ዩሲሲ እና ቲሲሲ ኤሌክትሮዶች ማወዳደር አስፈላጊ ነው.ለ VO2+/VO2+ ምላሽ፣ HWO-C76 ዝቅተኛውን ΔEp እና የተሻለ ተገላቢጦሽ ብቻ ሳይሆን ከቲሲሲ ጋር ሲነጻጸር ጥገኛ ተውሳክ ክሎሪን የዝግመተ ለውጥ ምላሽን በከፍተኛ ሁኔታ ጨቁኗል። 7 ሀ)ከመረጋጋት አንፃር, HWO-50% C76 በአካል የተረጋጋ ነው ብለን እንገምታለን ምክንያቱም ማነቃቂያው ከ PVDF ማያያዣ ጋር በመደባለቁ እና ከዚያም በካርቦን ጨርቅ ኤሌክትሮዶች ላይ ተተግብሯል.ለ UCC ከ 50 mV ጋር ሲነጻጸር, HWO-50% C76 ከ 150 ዑደቶች በኋላ የ 44 mV ከፍተኛ ለውጥ አሳይቷል (የመበስበስ መጠን 0.29 mV / ዑደት) (ምስል 7b).ትልቅ ልዩነት ላይሆን ይችላል ነገር ግን የ UCC ኤሌክትሮዶች እንቅስቃሴ በጣም ቀርፋፋ እና በብስክሌት ብስክሌት በተለይም ለጀርባ ምላሽ ይቀንሳል.ምንም እንኳን የቲሲሲ መቀልበስ ከ UCC በጣም የተሻለ ቢሆንም, TCC ከ 150 ዑደቶች በኋላ ከፍተኛ የ 73 mV ፈረቃ ተገኝቷል, ይህም ከከፍተኛው የክሎሪን መጠን በተለቀቀው ምክንያት ሊሆን ይችላል.ማነቃቂያው ከኤሌክትሮል ወለል ጋር በደንብ መያዙን ለማረጋገጥ.በተሞከሩት ሁሉም ኤሌክትሮዶች ላይ እንደሚታየው ድጋፍ ሰጪዎች የሌላቸው እንኳን የተለያየ የብስክሌት አለመረጋጋት ያሳያሉ።እንዲሁም ከፍተኛ መጠን ያለው የካታላይት ቅንጣቶች ከኤሌክትሮል ወለል ላይ እንዲነጠሉ ከተፈለገ ይህ ከፍተኛ የመለያየት ሁኔታን ይጨምራል (በ 44 mV ብቻ አይደለም) ፣ substrate (UCC) ለ VO2 +/VO2+ በአንጻራዊ ሁኔታ የማይሰራ ስለሆነ። redox ምላሽ.
የሲቪ (a) ንፅፅር እና የ redox reaction VO2+/VO2+ (b) ከሲ.ሲ.ሲ. ጋር በተገናኘ እጅግ በጣም ጥሩው ኤሌክትሮድ ቁሳቁስ መረጋጋት።በኤሌክትሮላይት 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl ሁሉም ሲቪዎች ከ ν = 5 mV/s ጋር እኩል ናቸው።
የVRFB ቴክኖሎጂን ኢኮኖሚያዊ ውበት ለመጨመር የቫናዲየም ሬዶክስ ምላሽን ማሻሻል እና መረዳት ከፍተኛ የኢነርጂ ውጤታማነትን ለማግኘት አስፈላጊ ነው።ውህዶች HWO-C76 ተዘጋጅተው በ VO2 +/VO2+ ምላሽ ላይ የኤሌክትሮኬቲካል ተጽእኖቸው ተጠንቷል.HWO ትንሽ የኪነቲክ ማሻሻያ አሳይቷል ነገር ግን በተደባለቀ አሲዳማ ኤሌክትሮላይቶች ውስጥ የክሎሪን ዝግመተ ለውጥን በእጅጉ ጨፍኗል።የተለያዩ የHWO:C76 ሬሾዎች በHWO ላይ የተመሰረቱ ኤሌክትሮዶችን እንቅስቃሴ የበለጠ ለማሻሻል ጥቅም ላይ ውለዋል።የ C76 ይዘትን ወደ HWO ማሳደግ የ VO2+/VO2+ ምላሽ በተለወጠው ኤሌክትሮድ ላይ ያለውን የኤሌክትሮን ማስተላለፊያ ኪነቲክስ ማሻሻል ይችላል ፣ ከእነዚህም መካከል HWO-50% C76 በጣም ጥሩው ቁሳቁስ ነው ምክንያቱም የኃይል ማስተላለፊያውን የመቋቋም አቅም ስለሚቀንስ እና የክሎሪን ጋዝ ዝግመተ ለውጥን ከ ጋር ሲነፃፀር የበለጠ ያጠፋል ። C76.እና TCC ይለቀቃሉ.ይህ የሆነው በC=C sp2 hybridization፣ OH እና W-OH የተግባር ቡድኖች መካከል ባለው የተቀናጀ ውጤት ነው።የ HWO-50% C76 የውድቀት መጠን 0.29mV/ሳይክል በበርካታ ብስክሌት ሲነዳ ዩሲሲ እና ቲሲሲ 0.33mV/cycle እና 0.49mV/cycle ሲሆኑ በተቀላቀሉ አሲድ ኤሌክትሮላይቶች ውስጥ በጣም የተረጋጋ ያደርገዋል።የቀረቡት ውጤቶች ለ VO2+/VO2+ ምላሽ በከፍተኛ ፍጥነት እና ከፍተኛ መረጋጋት ከፍተኛ አፈፃፀም ያላቸውን ኤሌክትሮዶች በተሳካ ሁኔታ ለይተው ያውቃሉ።ይህ የውጤት ቮልቴጁን ይጨምራል, በዚህም የ VRFB ኃይልን ውጤታማነት ያሻሽላል, በዚህም የወደፊቱን የንግድ ልውውጥ ወጪ ይቀንሳል.
አሁን ባለው ጥናት ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉ እና/ወይም የተተነተኑ የውሂብ ስብስቦች ምክንያታዊ በሆነ ጥያቄ ከሚመለከታቸው ደራሲዎች ይገኛሉ።
Luderer G. et al.በአለምአቀፍ ዝቅተኛ የካርቦን ኢነርጂ ሁኔታዎች ውስጥ የንፋስ እና የፀሐይ ኃይልን መገመት፡ መግቢያ።የኢነርጂ ኢኮኖሚክስ.64፣ 542–551።https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (2017)።
ሊ, ኤች.ጄ., ፓርክ, ኤስ እና ኪም, H. የ MnO2 ማከማቻ ተጽእኖ በቫናዲየም ማንጋኒዝ ሬዶክስ ፍሰት ባትሪዎች አፈፃፀም ላይ ትንተና.ጄ. ኤሌክትሮኬሚስትሪ.ህብረተሰብ.165(5)፣ A952-A956።https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (2018)።
ሻህ፣ AA፣ ታንጊራላ፣ አር.፣ ሲንግ፣ አር.፣ ዊልስ፣ RGA እና ዋልሽ፣ FK Dynamic unit cell model for all-vanadium redox flow ባትሪ።ጄ. ኤሌክትሮኬሚስትሪ.ህብረተሰብ.158(6)፣ A671https://doi.org/10.1149/1.3561426 (2011)።
Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA, እና Mench, MM በቦታ ውስጥ እምቅ ስርጭት መለኪያ እና የማረጋገጫ ሞዴል ለሁሉም-ቫናዲየም ሪዶክ ፍሰት ባትሪ.ጄ. ኤሌክትሮኬሚስትሪ.ህብረተሰብ.163 (1), A5188-A5201.https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (2016)።
ቱሺማ፣ ኤስ. እና ሱዙኪ፣ ቲ. የቫናዲየም ሬዶክስ ባትሪን ከኢንተርዲጂትት ፍሰት መስክ ጋር ሞዴሊንግ እና ማስመሰል የኤሌክትሮል መዋቅርን ለማመቻቸት።ጄ. ኤሌክትሮኬሚስትሪ.ህብረተሰብ.167(2)፣ 020553. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (2020)።
Sun, B. እና Skillas-Kazakos, M. በቫናዲየም ሬዶክስ ባትሪዎች ውስጥ ለማመልከት የግራፋይት ኤሌክትሮድ ቁሳቁሶችን ማሻሻል - I. የሙቀት ሕክምና.ኤሌክትሮኬሚስትሪ.Acta 37(7)፣ 1253–1260https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (1992)።
Liu, T., Li, S., Zhang, H. እና Chen, J. በኤሌክትሮዶች ቁሳቁሶች ውስጥ በቫናዲየም ፍሰት ባትሪዎች (VFBs) ውስጥ የኃይል ጥንካሬን ለማሻሻል የተደረጉ እድገቶች.ጄ ኢነርጂ ኬሚስትሪ.27(5)፣ 1292–1303 እ.ኤ.አ.https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (2018)።
ሊዩ ፣ QH እና ሌሎች።ከፍተኛ ቅልጥፍና ያለው የቫናዲየም ሬዶክስ ፍሰት ሕዋስ ከተመቻቸ የኤሌክትሮል ውቅር እና የገለባ ምርጫ ጋር።ጄ. ኤሌክትሮኬሚስትሪ.ህብረተሰብ.159(8)፣ A1246-A1252።https://doi.org/10.1149/2.051208jes (2012)።
Wei, G., Jia, K., Liu, J., and Yang, K. የተቀናጀ የካርቦን ናኖቱብ ማነቃቂያ ኤሌክትሮዶች ከካርቦን ጋር ለቫናዲየም ሬዶክስ ባትሪ አፕሊኬሽኖች ድጋፍ ተሰምቷቸዋል።ጄ የኃይል አቅርቦት.220፣185-192።https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (2012)።
Moon፣ S.፣ Kwon፣ BV፣ Chang፣ Y. እና Kwon፣ Y. በአሲድ በተመረቱ CNTs ላይ የተቀመጠው የቢስሙዝ ሰልፌት ውጤት በቫናዲየም ሬዶክስ ፍሰት ባትሪዎች አፈጻጸም ላይ።ጄ. ኤሌክትሮኬሚስትሪ.ህብረተሰብ.166(12)፣ A2602።https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (2019)።
ሁዋንግ፣ አር.ኤች.ጠብቅ.ለቫናዲየም ሬዶክስ ፍሰት ባትሪዎች በፕላቲኒየም/ባለብዙ ግድግዳ ካርቦን ናኖቱብስ የተሻሻሉ ንቁ ኤሌክትሮዶች።ጄ. ኤሌክትሮኬሚስትሪ.ህብረተሰብ.159(10)፣ A1579።https://doi.org/10.1149/2.003210jes (2012)።
ግን, ኤስ. እና ሌሎች.የቫናዲየም ሬዶክስ ፍሰት ባትሪ በናይትሮጅን-ዶፒድ ካርቦን ናኖቱብስ ከኦርጋሜታልቲክ ቅርፊቶች የተገኙ ኤሌክትሮክካታሊስቶችን ይጠቀማል።ጄ. ኤሌክትሮኬሚስትሪ.ህብረተሰብ.165(7)፣ A1388።https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (2018)።
ካን, P. et al.Graphene oxide nanosheets ለ VO2+/ እና V2+/V3+ redox ጥንዶች ለቫናዲየም ሬዶክስ ፍሰት ባትሪዎች እጅግ በጣም ጥሩ ኤሌክትሮኬሚካላዊ ንቁ ቁሶች።ካርቦን 49(2)፣ 693–700https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (2011)
ጎንዛሌዝ, ዜድ እና ሌሎች.ለቫናዲየም ሬዶክስ ባትሪዎች በግራፊን የተሻሻለ ግራፋይት እጅግ በጣም ጥሩ ኤሌክትሮኬሚካላዊ አፈፃፀም።ጄ የኃይል አቅርቦት.338፣155-162።https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.10.069 (2017)።
ጎንዛሌዝ ዜድ፣ ቪዚሪኑ ኤስ፣ ዲነስኩ ጂ፣ ብላንኮ ኤስ እና ሳንታማሪያ አር.ናኖ ኢነርጂ 1(6)፣ 833–839https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (2012)።
Opar DO፣ Nankya R.፣ Lee J. እና Yung H. ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ግራፊን-የተቀየረ ሜሶፖረስ ካርቦን ከፍተኛ አፈጻጸም ላለው የቫናዲየም ሬዶክስ ፍሰት ባትሪዎች ተሰማው።ኤሌክትሮኬሚስትሪ.ህግ 330, 135276. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (2020).