304 մազանոթ խողովակի նանոկոմպոզիտներ, որոնք հիմնված են վոլֆրամի օքսիդի/ֆուլերինի վրա՝ որպես էլեկտրակատալիզատորներ և խառը թթուներում մակաբույծ VO2+/VO2+ ռեակցիաների արգելակիչներ

Շնորհակալություն Nature.com այցելելու համար:Դուք օգտագործում եք զննարկչի տարբերակ՝ CSS-ի սահմանափակ աջակցությամբ:Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել Համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում):Բացի այդ, շարունակական աջակցություն ապահովելու համար մենք կայքը ցուցադրում ենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Ցուցադրում է միանգամից երեք սլայդներից բաղկացած կարուսել:Օգտագործեք «Նախորդ» և «Հաջորդ» կոճակները՝ միաժամանակ երեք սլայդներով շարժվելու համար, կամ օգտագործեք վերջում գտնվող սլայդերի կոճակները՝ միաժամանակ երեք սլայդների միջով անցնելու համար:

Չժանգոտվող պողպատից 304 կծիկ խողովակի քիմիական բաղադրություն

304 չժանգոտվող պողպատից կծիկ խողովակը ավստենիտիկ քրոմ-նիկելի համաձուլվածքի տեսակ է:Ըստ Stainless Steel 304 Coil Tube Manufacturer-ի, դրա հիմնական բաղադրիչը Cr-ն է (17%-19%) և Ni (8%-10,5%):Կոռոզիային դիմադրությունը բարելավելու համար կան փոքր քանակությամբ Mn (2%) և Si (0,75%):

Չժանգոտվող պողպատից 304 կծիկ խողովակի մեխանիկական հատկություններ

304 չժանգոտվող պողպատից կծիկ խողովակի մեխանիկական հատկությունները հետևյալն են.

• Առաձգական ուժ՝ ≥515 ՄՊա
• Ելքի ուժը՝ ≥205 ՄՊա
• Երկարացում՝ ≥30%

Չժանգոտվող պողպատից 304 կծիկ խողովակի կիրառություններ և կիրառումներ

Վանադիումի ռեդոքս հոսքային մարտկոցների (VRFBs) համեմատաբար բարձր արժեքը սահմանափակում է դրանց լայն կիրառումը:Էլեկտրաքիմիական ռեակցիաների կինետիկան պետք է բարելավվի՝ VRFB-ի հզորության խտությունը և էներգաարդյունավետությունը բարձրացնելու համար՝ դրանով իսկ նվազեցնելով VRFB-ի կՎտժ արժեքը:Այս աշխատանքում հիդրոթերմալ կերպով սինթեզված հիդրացված վոլֆրամի օքսիդի (HWO) նանոմասնիկները՝ C76 և C76/HWO, դրվեցին ածխածնային կտորի էլեկտրոդների վրա և փորձարկվեցին որպես էլեկտրակատալիզատորներ VO2+/VO2+ ռեդոքս ռեակցիայի համար։Դաշտային արտանետումների սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակ (FESEM), էներգիայի ցրող ռենտգենյան սպեկտրոսկոպիա (EDX), բարձր լուծաչափի փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակ (HR-TEM), ռենտգենյան ճառագայթների դիֆրակցիա (XRD), ռենտգենյան ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիա (XPS), ինֆրակարմիր Ֆուրիե փոխակերպման սպեկտրոսկոպիա (FTIR) և շփման անկյունի չափումներ:Պարզվել է, որ C76 ֆուլերենի ավելացումը HWO-ին կարող է բարձրացնել էլեկտրոդի կինետիկան VO2+/VO2+ ռեդոքս ռեակցիայի նկատմամբ՝ մեծացնելով հաղորդունակությունը և ապահովելով թթվածին պարունակող ֆունկցիոնալ խմբեր նրա մակերեսին:HWO/C76 կոմպոզիտը (50 wt% C76) պարզվեց, որ ամենահարմարն է VO2+/VO2+ ռեակցիայի համար ΔEp-ով 176 մՎ՝ համեմատած չմշակված ածխածնային կտորի (UCC) 365 մՎ-ի հետ:Բացի այդ, HWO/C76 կոմպոզիտը ցույց տվեց մակաբույծ քլորի էվոլյուցիայի ռեակցիայի զգալի արգելակում W-OH ֆունկցիոնալ խմբերի պատճառով:
Մարդկային ինտենսիվ գործունեությունը և արագ արդյունաբերական հեղափոխությունը հանգեցրել են էլեկտրաէներգիայի անկասելիորեն բարձր պահանջարկի, որն աճում է տարեկան մոտ 3%-ով1:Տասնամյակներ շարունակ հանածո վառելիքի համատարած օգտագործումը որպես էներգիայի աղբյուր հանգեցրել է ջերմոցային գազերի արտանետումների՝ հանգեցնելով գլոբալ տաքացման, ջրի և օդի աղտոտման՝ սպառնալով ամբողջ էկոհամակարգերին:Արդյունքում, կանխատեսվում է, որ մինչև 2050 թվականը մաքուր վերականգնվող էներգիայի և արևային էներգիայի մասնաբաժինը կկազմի ընդհանուր էլեկտրաէներգիայի 75%-ը1:Այնուամենայնիվ, երբ վերականգնվող էներգիայի արտադրությունը գերազանցում է ընդհանուր էլեկտրաէներգիայի արտադրության 20%-ը, ցանցը դառնում է անկայուն 1: Էներգիայի պահպանման արդյունավետ համակարգերի զարգացումը կարևոր նշանակություն ունի այս անցման համար, քանի որ դրանք պետք է կուտակեն ավելորդ էլեկտրաէներգիան և հավասարակշռեն առաջարկն ու պահանջարկը:
Էներգիայի պահպանման բոլոր համակարգերից, ինչպիսիք են հիբրիդային վանադիումի ռեդոքս հոսքային մարտկոցները2, բոլոր վանադիումի ռեդոքս հոսքային մարտկոցները (VRFB) ամենաառաջադեմն են՝ շնորհիվ իրենց բազմաթիվ առավելությունների3 և համարվում են էներգիայի երկարաժամկետ պահպանման լավագույն լուծումը (~30 տարի):Վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների օգտագործում4.Սա պայմանավորված է էներգիայի և էներգիայի խտության տարանջատմամբ, արագ արձագանքմամբ, երկար կյանքով և համեմատաբար ցածր տարեկան ծախսերով՝ $65/կՎտժ՝ համեմատած 93-140 դոլար/կՎտժ Li-ion և կապարաթթու մարտկոցների և 279-420 ԱՄՆ դոլար/կՎտժ-ի հետ:/կՎտժ մարտկոցներ համապատասխանաբար 4.
Այնուամենայնիվ, դրանց լայնածավալ առևտրայնացումը շարունակում է խոչընդոտվել համակարգի համեմատաբար բարձր կապիտալ ծախսերի պատճառով, հիմնականում մարտկոցների փաթեթների պատճառով4,5:Այսպիսով, մարտկոցի աշխատանքը բարելավելով երկու կիսաբջջային ռեակցիաների կինետիկան մեծացնելը կարող է նվազեցնել մարտկոցի չափը և այդպիսով նվազեցնել ծախսերը:Հետևաբար, պահանջվում է էլեկտրոնի արագ փոխանցում դեպի էլեկտրոդի մակերես՝ կախված էլեկտրոդի դիզայնից, կազմից և կառուցվածքից, որը պետք է մանրակրկիտ օպտիմալացվի:Չնայած ածխածնի վրա հիմնված էլեկտրոդներն ունեն լավ քիմիական և էլեկտրաքիմիական կայունություն և լավ էլեկտրական հաղորդունակություն, եթե չմշակվեն, դրանց կինետիկան դանդաղ կլինի թթվածնի ֆունկցիոնալ խմբերի բացակայության և հիդրոֆիլության պատճառով7,8:Հետևաբար, տարբեր էլեկտրակատալիզատորներ զուգակցվում են ածխածնային էլեկտրոդների, հատկապես ածխածնի նանոկառուցվածքների և մետաղական օքսիդների հետ՝ բարելավելու երկու էլեկտրոդների կինետիկան՝ դրանով իսկ մեծացնելով VRFB էլեկտրոդների կինետիկան:
Օգտագործվել են բազմաթիվ ածխածնային նյութեր, ինչպիսիք են ածխածնային թուղթը9, ածխածնային նանոխողովակները10,11,12,13, գրաֆենի վրա հիմնված նանոկառուցվածքները14,15,16,17, ածխածնային նանոմանրաթելերը18 և այլն19,20,21,22,23, բացառությամբ ֆուլերենի ընտանիքի։ .C76-ի վերաբերյալ մեր նախորդ ուսումնասիրության մեջ մենք առաջին անգամ զեկուցել ենք այս ֆուլերինի գերազանց էլեկտրակատալիտիկ ակտիվության մասին VO2+/VO2+-ի նկատմամբ՝ համեմատած ջերմային մշակման և չմշակված ածխածնային կտորի հետ, լիցքի փոխանցման դիմադրությունը կրճատվել է 99,5%-ով և 97%-ով24:VO2+/VO2+ ռեակցիայի համար ածխածնային նյութերի կատալիտիկ գործունակությունը C76-ի համեմատ ներկայացված է Աղյուսակ S1-ում:Մյուս կողմից, շատ մետաղական օքսիդներ, ինչպիսիք են CeO225, ZrO226, MoO327, NiO28, SnO229, Cr2O330 և WO331, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, օգտագործվում են իրենց խոնավության բարձր պարունակության և բարձր թացության պատճառով:խմբեր.Աղյուսակ S2-ը ցույց է տալիս այս մետաղների օքսիդների կատալիտիկ աշխատանքը VO2+/VO2+ ռեակցիայում:WO3-ն օգտագործվել է զգալի թվով աշխատանքներում՝ ցածր գնի, թթվային միջավայրում բարձր կայունության և բարձր կատալիտիկ ակտիվության պատճառով31,32,33,34,35,36,37,38:Այնուամենայնիվ, WO3-ը քիչ բարելավում է ցույց տվել կաթոդի կինետիկայի մեջ:WO3-ի հաղորդունակությունը բարելավելու համար փորձարկվել է վոլֆրամի նվազեցված օքսիդի (W18O49) օգտագործման ազդեցությունը էլեկտրոդների դրական ակտիվության վրա38:Հիդրացված վոլֆրամի օքսիդը (HWO) երբեք չի փորձարկվել VRFB ծրագրերում, չնայած այն ավելի բարձր ակտիվություն է ցույց տվել գերկոնդենսատորների կիրառություններում՝ շնորհիվ ավելի արագ կատիոնների դիֆուզիայի՝ համեմատած անջուր WOx39,40-ի հետ:Երրորդ սերնդի ամբողջովին վանադիումի ռեդոքս հոսքի մարտկոցը օգտագործում է խառը թթվային էլեկտրոլիտ, որը բաղկացած է HCl-ից և H2SO4-ից՝ մարտկոցի աշխատանքը բարելավելու և էլեկտրոլիտում վանադիումի իոնների լուծելիությունն ու կայունությունը բարելավելու համար:Այնուամենայնիվ, մակաբուծական քլորի էվոլյուցիայի ռեակցիան դարձել է երրորդ սերնդի թերություններից մեկը, ուստի քլորի գնահատման ռեակցիան ճնշելու ուղիներ գտնելը դարձել է մի քանի հետազոտական ​​խմբերի խնդիրը:
Այստեղ VO2+/VO2+ ռեակցիայի թեստերն իրականացվել են HWO/C76 կոմպոզիտների վրա, որոնք դրված են ածխածնային կտորի էլեկտրոդների վրա, որպեսզի գտնեն հավասարակշռություն կոմպոզիտների էլեկտրական հաղորդունակության և էլեկտրոդի մակերևույթի վրա ռեդոքս ռեակցիայի կինետիկայի միջև՝ միաժամանակ ճնշելով մակաբուծական քլորի նստվածքը:ռեակցիա (KVR):Հիդրատացված վոլֆրամի օքսիդի (HWO) նանոմասնիկները սինթեզվել են պարզ հիդրոթերմային մեթոդով։Փորձերն իրականացվել են խառը թթվային էլեկտրոլիտում (H2SO4/HCl)՝ հարմարության համար երրորդ սերնդի VRFB (G3) մոդելավորելու և HWO-ի ազդեցությունը մակաբուծական քլորի էվոլյուցիայի ռեակցիայի վրա ուսումնասիրելու համար42:
Վանադիումի (IV) սուլֆատ օքսիդի հիդրատ (VOSO4, 99.9%, Alfa-Aeser), ծծմբաթթու (H2SO4), աղաթթու (HCl), դիմեթիլֆորմամիդ (DMF, Sigma-Aldrich), պոլիվինիլիդեն ֆտորիդ (PVDF, Sigma-Aldrich), նատրիում Այս հետազոտության մեջ օգտագործվել են վոլֆրամի օքսիդի երկհիդրատ (Na2WO4, 99%, Sigma-Aldrich) և հիդրոֆիլ ածխածնային կտոր ELAT (Fuel Cell Store):
Հիդրատացված վոլֆրամի օքսիդը (HWO) պատրաստվել է հիդրոթերմալ ռեակցիայի միջոցով, որի ժամանակ 2 գ Na2WO4 աղը լուծվել է 12 մլ HO-ում մինչև անգույն լուծույթ ստանալը, այնուհետև 12 մլ 2 M HCl կաթիլ-կաթիլային ավելացվել է մինչև բաց դեղնավուն կախույթ: ձեռք է բերվել։կասեցում.Հիդրոջերմային ռեակցիան իրականացվել է տեֆլոնով պատված չժանգոտվող պողպատից ավտոկլավում 180 ºC ջեռոցում 3 ժամ:Մնացորդը հավաքվել է ֆիլտրման միջոցով, 3 անգամ լվանալ էթանոլով և ջրով, չորացնել ջեռոցում 70°C ջերմաստիճանում ~ 3 ժամ, այնուհետև մանրացնել՝ ստանալով կապույտ-մոխրագույն HWO փոշի:
Ստացված (չմշակված) ածխածնի կտորի էլեկտրոդները (CCT) օգտագործվել են այն ձևով, որով դրանք ստացվել կամ ենթարկվել են ջերմային մշակման խողովակային վառարանում 450°C ջերմաստիճանում 10 ժամ 15°C/րոպե տաքացման արագությամբ օդում: ստացեք մշակված UCC (TCC), s Նույնը, ինչ նախորդ աշխատանքը 24. UCC-ը և TCC-ն կտրվեցին էլեկտրոդների մեջ մոտավորապես 1,5 սմ լայնությամբ և 7 սմ երկարությամբ:C76, HWO, HWO-10% C76, HWO-30% C76 և HWO-50% C76-ի կախոցները պատրաստվել են՝ ավելացնելով 20 մգ ակտիվ նյութի փոշի և 10 wt% (~ 2,22 մգ) PVDF կապող ~1 մլ: DMF-ը պատրաստվել է և 1 ժամով ներծծվել է ձայնով՝ միատեսակությունը բարելավելու համար:Այնուհետև 2 մգ C76, HWO և HWO-C76 կոմպոզիտներ կիրառվեցին UCC ակտիվ էլեկտրոդի տարածքի մոտավորապես 1,5 սմ2 տարածքի վրա:Բոլոր կատալիզատորները բեռնվել են UCC էլեկտրոդների վրա, և TCC-ն օգտագործվել է միայն համեմատության նպատակով, քանի որ մեր նախորդ աշխատանքը ցույց է տվել, որ ջերմային մշակումը չի պահանջվում 24:Տպավորության նստեցումը ձեռք է բերվել 100 մկլ կախոցը (2 մգ ծանրաբեռնվածություն) մաքրելու միջոցով՝ ավելի մեծ միատեսակության համար:Այնուհետև բոլոր էլեկտրոդները չորացրեցին ջեռոցում գիշերը 60°C ջերմաստիճանում:Էլեկտրոդները չափվում են նախքան և հետո, որպեսզի ապահովեն պաշարների ճշգրիտ բեռնումը:Որոշակի երկրաչափական տարածք ունենալու համար (~1,5 սմ2) և կանխելու համար վանադիումի էլեկտրոլիտի բարձրացումը դեպի էլեկտրոդներ մազանոթային ազդեցության պատճառով, ակտիվ նյութի վրա դրվել է պարաֆինի բարակ շերտ։
Դաշտային արտանետումների սկանավորման էլեկտրոնային մանրադիտակ (FESEM, Zeiss SEM Ultra 60.5 կՎ) օգտագործվել է HWO մակերեսի մորֆոլոգիան դիտարկելու համար:Էներգետիկ դիսպերսիվ ռենտգենյան սպեկտրոսկոպիա՝ հագեցած Feii8SEM (EDX, Zeiss AG)-ով, օգտագործվել է HWO-50%C76 տարրերը UCC էլեկտրոդների վրա քարտեզագրելու համար:Բարձր լուծաչափով փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակ (HR-TEM, JOEL JEM-2100), որն աշխատում է 200 կՎ արագացնող լարման վրա, օգտագործվել է HWO մասնիկների բարձր լուծաչափով պատկերներ և դիֆրակցիոն օղակներ ստանալու համար:Օգտագործեք Crystallographic Tool Box (CrysTBox) ծրագրաշարը HWO դիֆրակցիոն օղակները ringGUI ֆունկցիայի միջոցով վերլուծելու և արդյունքները XRD մոդելների հետ համեմատելու համար:UCC-ի և TCC-ի կառուցվածքը և գրաֆիտացումը որոշվել է ռենտգենյան դիֆրակցիայով (XRD) 2,4°/րոպե սկանավորման արագությամբ 5°-ից մինչև 70° Cu Kα-ով (λ = 1,54060 Å)՝ օգտագործելով պանալիտիկ ռենտգենյան դիֆրակտոմետր:(Մոդել 3600):XRD-ը ցույց է տալիս HWO-ի բյուրեղային կառուցվածքը և փուլերը:PANalytical X'Pert HighScore ծրագրաշարը օգտագործվել է տվյալների բազայում առկա վոլֆրամի օքսիդի քարտեզներին համապատասխանեցնելու HWO գագաթները45:Համեմատեք HWO-ի արդյունքները TEM-ի արդյունքների հետ:HWO նմուշների քիմիական կազմը և վիճակը որոշվել են ռենտգենյան ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիայի միջոցով (XPS, ESCALAB 250Xi, ThermoScientific):CASA-XPS ծրագրակազմը (v 2.3.15) օգտագործվել է պիկ ապամոնտաժման և տվյալների վերլուծության համար:Ֆուրիեի տրանսֆորմացիայի ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիա (FTIR, օգտագործելով Perkin Elmer դասի KBr FTIR սպեկտրոմետր) չափումներ են կատարվել HWO-ի և HWO-50%C76-ի մակերեսային ֆունկցիոնալ խմբերը որոշելու համար:Համեմատեք արդյունքները XPS-ի արդյունքների հետ:Կոնտակտային անկյունների չափումները (KRUSS DSA25) օգտագործվել են նաև էլեկտրոդների թրջելիությունը բնութագրելու համար:
Բոլոր էլեկտրաքիմիական չափումների համար օգտագործվել է Biologic SP 300 աշխատանքային կայան:Ցիկլային վոլտամետրիա (CV) և էլեկտրաքիմիական դիմադրության սպեկտրոսկոպիա (EIS) օգտագործվել են VO2+/VO2+ ռեդոքս ռեակցիայի էլեկտրոդների կինետիկան և ռեակցիայի արագության վրա ռեագենտի դիֆուզիայի ազդեցությունը (VOSO4 (VO2+)) ուսումնասիրելու համար։Երկու տեխնոլոգիաներն էլ օգտագործում են երեք էլեկտրոդից բաղկացած բջիջ՝ 0,1 M VOSO4 (V4+) էլեկտրոլիտի կոնցենտրացիայով՝ լուծարված 1 M H2SO4 + 1 M HCl (խառը թթու) մեջ:Ներկայացված բոլոր էլեկտրաքիմիական տվյալները IR ուղղված են:Հագեցած կալոմելի էլեկտրոդը (SCE) և պլատինե (Pt) կծիկը օգտագործվել են համապատասխանաբար որպես հղիչ և հակադարձ էլեկտրոդ:CV-ի համար սկանավորման արագությունները (ν) 5, 20 և 50 մՎ/վ կիրառվել են պոտենցիալ պատուհանի վրա (0–1) V՝ համեմատած SCE-ի VO2+/VO2+-ի համար, այնուհետև շտկվել է SHE սանդղակի վրա՝ գծապատկերով (VSCE = 0,242): V հարաբերական HSE-ի հետ):Էլեկտրոդի ակտիվության պահպանումն ուսումնասիրելու համար CV-ի վերամշակում է իրականացվել UCC, TCC, UCC-C76, UCC-HWO և UCC-HWO-50% C76-ի վրա՝ 5 մՎ/վ-ի ν-ով:VO2+/VO2+ ռեդոքս ռեակցիայի EIS չափումների համար օգտագործվել է 0,01-105 Հց հաճախականության միջակայք և 10 մՎ լարման բաց շրջանի (OCV) խանգարում:Յուրաքանչյուր փորձ կրկնվել է 2-3 անգամ՝ արդյունքների հետևողականությունն ապահովելու համար։Տարասեռ արագության հաստատունները (k0) ստացվել են Նիկոլսոնի մեթոդով46,47:
Հիդրացված վոլֆրամի օքսիդը (HVO) հաջողությամբ սինթեզվել է հիդրոթերմային մեթոդով։SEM պատկերը նկ.1a-ն ցույց է տալիս, որ ավանդադրված HWO-ն բաղկացած է նանոմասնիկների կլաստերներից՝ մասնիկների չափսերով 25-50 նմ միջակայքում:
HWO-ի ռենտգենյան դիֆրակցիոն օրինաչափությունը ցույց է տալիս գագաթները (001) և (002) ~23,5° և ~47,5° համապատասխանաբար, որոնք բնորոշ են ոչ ստոյխիոմետրիկ WO2.63-ին (W32O84) (PDF 077-0810, a = 21,4 Å, a = 21,4 Å, b = 17,8 Å, c = 3,8 Å, α = β = γ = 90°), որը համապատասխանում է նրա ակնհայտ կապույտ գույնին (նկ. 1բ)48,49:Մոտավորապես 20.5°, 27.1°, 28.1°, 30.8°, 35.7°, 36.7° և 52.7°-ի մյուս գագաթները գտնվում են (140), (620), (350), (720), (740), (560):և (970) դիֆրակցիոն հարթություններ, համապատասխանաբար, 49 օրթորոմբիկ WO2.63:Սոնգարա և այլք:43-ը օգտագործեց նույն սինթետիկ մեթոդը սպիտակ արտադրանք ստանալու համար, որը վերագրվեց WO3(H2O)0.333-ի առկայությանը:Այնուամենայնիվ, այս աշխատանքում, տարբեր պայմանների պատճառով, ստացվել է կապույտ-մոխրագույն արտադրանք, որը ցույց է տալիս WO3(H2O)0.333 (PDF 087-1203, a = 7.3 Å, b = 12.5 Å, c = 7.7) համակեցությունը Å-ում: , α = β = γ = 90°) և վոլֆրամի օքսիդի կրճատված ձևը:Կիսաքանակական վերլուծությունը X'Pert HighScore ծրագրաշարով ցույց տվեց 26% WO3(H2O)0.333: 74% W32O84:Քանի որ W32O84-ը բաղկացած է W6+ և W4+ (1,67:1 W6+:W4+), W6+ և W4+-ի գնահատված պարունակությունը համապատասխանաբար կազմում է մոտ 72% W6+ և 28% W4+:SEM պատկերները, 1-վայրկյան XPS սպեկտրները միջուկի մակարդակում, TEM պատկերները, FTIR սպեկտրները և C76 մասնիկների Raman սպեկտրները ներկայացված էին մեր նախորդ հոդվածում24:Ըստ Kawada et al.50,51-ի, C76-ի ռենտգենյան դիֆրակցիոն օրինաչափությունը ցույց է տալիս FCC-ի մոնոկլինիկ կառուցվածքը տոլուոլի հեռացումից հետո:
SEM պատկերները նկ.2a և b ցույց են տալիս HWO-ի և HWO-50%C76-ի հաջող նստեցումը UCC էլեկտրոդների ածխածնային մանրաթելերի վրա և դրանց միջև:Վոլֆրամի, ածխածնի և թթվածնի տարրական քարտեզագրումը SEM պատկերում 2c-ում ներկայացված է նկ.2d–f, որը ցույց է տալիս, որ վոլֆրամը և ածխածինը միատեսակ խառնված են (ցույց է տալիս նմանատիպ բաշխում) էլեկտրոդի մակերևույթի վրա, և կոմպոզիտը հավասարապես չի նստում:պայմանավորված տեղումների եղանակի բնույթով։
SEM պատկերներ կուտակված HWO մասնիկների (a) և HWO-C76 մասնիկների (b):UCC-ում HWO-C76-ում վերբեռնված EDX քարտեզագրումը, օգտագործելով (c) պատկերի տարածքը, ցույց է տալիս վոլֆրամի (d), ածխածնի (e) և թթվածնի (f) բաշխվածությունը նմուշում:
HR-TEM-ն օգտագործվել է բարձր խոշորացման պատկերների և բյուրեղագրական տեղեկատվության համար (Նկար 3):HWO-ն ցույց է տալիս նանոկուբի մորֆոլոգիան, ինչպես ցույց է տրված Նկար 3ա-ում և ավելի հստակ՝ Նկար 3b-ում:Ընտրված տարածքի դիֆրակցիայի համար նանոկուբը մեծացնելով, Բրեգի օրենքին համապատասխանող ցանցի կառուցվածքը և դիֆրակցիոն հարթությունները կարելի է պատկերացնել, ինչպես ցույց է տրված Նկար 3c-ում՝ հաստատելով նյութի բյուրեղությունը:Նկար 3c-ի ներդիրում ցույց է տրվում d 3.3 Å հեռավորությունը, որը համապատասխանում է (022) և (620) դիֆրակցիոն հարթություններին WO3(H2O)0.333 և W32O84, 43, 44, 49 փուլերում համապատասխանաբար:Սա համահունչ է վերը նշված XRD վերլուծությանը (Նկար 1b), քանի որ d-ի դիտարկված հարթության հեռավորությունը (նկ. 3c) համապատասխանում է HWO նմուշի ամենաուժեղ XRD գագաթնակետին:Նմուշի օղակները նույնպես ներկայացված են նկ.3d, որտեղ յուրաքանչյուր օղակ համապատասխանում է առանձին հարթության:WO3(H2O)0.333 և W32O84 հարթությունները համապատասխանաբար գունավորվում են սպիտակ և կապույտ, և դրանց համապատասխան XRD գագաթները նույնպես ներկայացված են Նկար 1b-ում:Օղակաձեւ գծագրում ցուցադրված առաջին օղակը համապատասխանում է (022) կամ (620) դիֆրակցիոն հարթության ռենտգենյան օրինաչափության առաջին նշանավոր գագաթին։Գտնվել են (022)-ից մինչև (402) օղակներ, d հեռավորություններ 3.30, 3.17, 2.38, 1.93 և 1.69 Å, որոնք համապատասխանում են 3.30, 3.17, 2.45, 1.66 և 1 XRD արժեքներին:Å, 44, 45, համապատասխանաբար:
(ա) HWO-ի HR-TEM պատկերը, (բ) ցույց է տալիս ընդլայնված պատկեր:Ցանցային հարթությունների պատկերները ցուցադրվում են (c), իսկ ներդիրում (գ) ցուցադրվում է հարթությունների ընդլայնված պատկերը և (002) և (620) հարթություններին համապատասխան d 0,33 նմ միջակայքը:դ) HWO օղակի նախշը, որը ցույց է տալիս WO3(H2O)0.333 (սպիտակ) և W32O84 (կապույտ) փուլերի հետ կապված հարթությունները:
XPS վերլուծությունը կատարվել է վոլֆրամի մակերեսային քիմիայի և օքսիդացման վիճակը որոշելու համար (Նկարներ S1 և 4):Սինթեզված HWO-ի լայնածավալ XPS սկանավորման սպեկտրը ներկայացված է Նկ.S1, որը ցույց է տալիս վոլֆրամի առկայությունը:Հիմնական W 4f և O 1s մակարդակների XPS նեղ սկանավորման սպեկտրները ներկայացված են Նկ.4ա և բ, համապատասխանաբար:W 4f սպեկտրը բաժանված է երկու պտտվող ուղեծրային կրկնակի, որոնք համապատասխանում են W օքսիդացման վիճակի միացման էներգիային: W 4f5/2 և W 4f7/2 գագաթները 37,8 և 35,6 eV կապող էներգիայով պատկանում են W6+, իսկ գագաթները W: 4f5/2 և W 4f7/2 36,6 և 34,9 eV լարման դեպքում համապատասխանաբար բնորոշ են W4+ վիճակին։Օքսիդացման վիճակի (W4+) առկայությունը հետագայում հաստատում է ոչ ստոխիոմետրիկ WO2.63-ի ձևավորումը, մինչդեռ W6+-ի առկայությունը ցույց է տալիս ստոյխիոմետրիկ WO3՝ պայմանավորված WO3(H2O)0.333-ով:Տեղադրված տվյալները ցույց տվեցին, որ W6+ և W4+-ի ատոմային տոկոսները համապատասխանաբար կազմում էին 85% և 15%, որոնք համեմատաբար մոտ էին XRD տվյալներից գնահատված արժեքներին՝ հաշվի առնելով երկու տեխնոլոգիաների միջև եղած տարբերությունը:Երկու մեթոդներն էլ տալիս են քանակական տեղեկատվություն ցածր ճշգրտությամբ, հատկապես XRD:Բացի այդ, երկու մեթոդները վերլուծում են նյութի տարբեր մասերը, քանի որ XRD-ը զանգվածային մեթոդ է, մինչդեռ XPS-ը մակերեսային մեթոդ է, որը մոտենում է ընդամենը մի քանի նանոմետրի:O 1s սպեկտրը բաժանվում է երկու գագաթների՝ 533 (22.2%) և 530.4 eV (77.8%):Առաջինը համապատասխանում է OH-ին, իսկ երկրորդը՝ թթվածնային կապերին վանդակում WO-ում։OH ֆունկցիոնալ խմբերի առկայությունը համապատասխանում է HWO-ի հիդրացիոն հատկություններին:
FTIR վերլուծություն է իրականացվել նաև այս երկու նմուշների վրա՝ ուսումնասիրելու ֆունկցիոնալ խմբերի և կոորդինացված ջրի մոլեկուլների առկայությունը հիդրացված HWO կառուցվածքում:Արդյունքները ցույց են տալիս, որ HWO-50% C76 նմուշը և FT-IR HWO-ի արդյունքները նույն տեսքն ունեն HWO-ի առկայության պատճառով, սակայն գագաթների ինտենսիվությունը տարբերվում է վերլուծության նախապատրաստման ժամանակ օգտագործված նմուշի տարբեր քանակության պատճառով (Նկար 5ա): )HWO-50% C76 Բոլոր ֆուլերենի 24 գագաթները ցուցադրված են, բացառությամբ վոլֆրամի օքսիդի գագաթնակետին:Մանրամասն նկ.5a ցույց է տալիս, որ երկու նմուշներն էլ ունեն շատ ուժեղ լայն գոտի՝ ~710/սմ-ով, որը վերագրվում է OWO-ի ձգվող թրթռանքներին HWO ցանցային կառուցվածքում, և ուժեղ ուս՝ ~840/սմ, վերագրվում է WO-ին:~1610/սմ-ի սուր գոտին կապված է OH-ի ճկման թրթռման հետ, իսկ կլանման լայն գոտին ~3400/սմ-ով կապված է հիդրօքսիլ խմբում OH-ի ձգվող թրթիռի հետ43:Այս արդյունքները համապատասխանում են Նկար 4b-ի XPS սպեկտրին, որտեղ WO ֆունկցիոնալ խումբը կարող է ապահովել ակտիվ տեղամասեր VO2+/VO2+ ռեակցիայի համար:
FTIR վերլուծություն HWO-ի և HWO-50% C76-ի (ա) ֆունկցիոնալ խմբերի և շփման անկյունների չափումների ցուցադրմամբ (b, c):
OH խումբը կարող է նաև կատալիզացնել VO2+/VO2+ ռեակցիան՝ դրանով իսկ մեծացնելով էլեկտրոդի հիդրոֆիլությունը՝ դրանով իսկ նպաստելով դիֆուզիայի և էլեկտրոնների փոխանցման արագությանը:HWO-50% C76 նմուշը ցույց է տալիս լրացուցիչ C76 գագաթ, ինչպես ցույց է տրված նկարում:~2905, 2375, 1705, 1607 և 1445 սմ3 գագաթները կարող են վերագրվել համապատասխանաբար CH, O=C=O, C=O, C=C և CO ձգվող թրթիռներին:Հայտնի է, որ թթվածնի ֆունկցիոնալ խմբերը C=O և CO կարող են ծառայել որպես վանադիումի ռեդոքս ռեակցիաների ակտիվ կենտրոններ։Երկու էլեկտրոդների թրջելիությունը փորձարկելու և համեմատելու համար օգտագործվել են շփման անկյունների չափումներ, ինչպես ցույց է տրված նկ. 5b, c.HWO էլեկտրոդը անմիջապես կլանում է ջրի կաթիլները, ինչը ցույց է տալիս գերհիդրոֆիլությունը՝ շնորհիվ առկա OH ֆունկցիոնալ խմբերի:HWO-50% C76-ն ավելի հիդրոֆոբ է, 10 վայրկյանից հետո շփման անկյունը կազմում է մոտ 135°:Այնուամենայնիվ, էլեկտրաքիմիական չափումների ժամանակ HWO-50%C76 էլեկտրոդը ամբողջությամբ թրջվեց մեկ րոպեից պակաս ժամանակում:Թրջելիության չափումները համահունչ են XPS և FTIR արդյունքներին՝ ենթադրելով, որ HWO մակերեսի վրա ավելի շատ OH խմբեր այն դարձնում են համեմատաբար ավելի հիդրոֆիլ:
Փորձարկվել են HWO և HWO-C76 նանոկոմպոզիտների VO2+/VO2+ ռեակցիաները, և ակնկալվում էր, որ HWO-ն կճնշի քլորի գազի էվոլյուցիան, որը տեղի է ունենում VO2+/VO2+ ռեակցիաների ժամանակ խառը թթուներում, մինչդեռ C76-ը հետագայում կատալիզացնի ցանկալի VO2+/VO2-ը:10%, 30% և 50% C76 պարունակող HWO կախոցները կիրառվել են UCC էլեկտրոդների վրա մոտ 2 մգ/սմ2 ընդհանուր ծանրաբեռնվածությամբ:
Ինչպես ցույց է տրված նկ.6, էլեկտրոդի մակերեսի վրա VO2+/VO2+ ռեակցիայի կինետիկան ուսումնասիրվել է CV-ի միջոցով խառը թթվային էլեկտրոլիտներում:Հոսանքները ցուցադրվում են որպես I/Ipa՝ ΔEp-ի և Ipa/Ipc-ի համեմատությունը հեշտացնելու համար:Անմիջապես նկարից ստացվում են տարբեր կատալիզատորներ:Ընթացիկ տարածքի միավորի տվյալները ներկայացված են Նկար 2S-ում:Նկ.Նկար 6ա-ը ցույց է տալիս, որ HWO-ն փոքր-ինչ մեծացնում է VO2+/VO2+ ռեդոքս ռեակցիայի էլեկտրոնների փոխանցման արագությունը էլեկտրոդի մակերեսին և ճնշում է մակաբուծական քլորի էվոլյուցիայի ռեակցիան:Այնուամենայնիվ, C76-ը զգալիորեն մեծացնում է էլեկտրոնների փոխանցման արագությունը և կատալիզացնում է քլորի էվոլյուցիայի ռեակցիան:Հետևաբար, HWO-ի և C76-ի ճիշտ կազմով համալիրը պետք է ունենա լավագույն ակտիվությունը և քլորի ռեակցիան արգելակելու ամենաբարձր կարողությունը:Պարզվել է, որ C76 պարունակության ավելացումից հետո էլեկտրոդի էլեկտրաքիմիական ակտիվությունը բարելավվել է, ինչի մասին է վկայում ΔEp-ի նվազումը և Ipa/Ipc հարաբերակցության բարձրացումը (Աղյուսակ S3):Սա հաստատվել է նաև Nyquist-ի գծագրից արդյունահանված RCT արժեքներով Նկար 6d-ում (աղյուսակ S3), որտեղ պարզվել է, որ RCT արժեքները նվազել են C76-ի պարունակության աճով:Այս արդյունքները համահունչ են նաև Լիի ուսումնասիրությանը, որտեղ միջծակոտկեն ածխածնի ավելացումը միջածակոտիկ WO3-ին բարելավեց լիցքի փոխանցման կինետիկան VO2+/VO2+35-ում:Սա ենթադրում է, որ դրական ռեակցիան կարող է ավելի շատ կախված լինել էլեկտրոդի հաղորդունակությունից (C=C կապ)18,24,35,36,37:[VO(H2O)5]2+-ի և [VO2(H2O)4]+-ի միջև կոորդինացիոն երկրաչափության փոփոխության պատճառով C76-ը կարող է նաև նվազեցնել պատասխանի գերլարվածությունը՝ նվազեցնելով հյուսվածքների էներգիան:Այնուամենայնիվ, դա հնարավոր չէ անել HWO էլեկտրոդներով:
ա) UCC և HWO-C76 կոմպոզիտների ցիկլային վոլտամետրիկ վարքագիծը տարբեր HWO:C76 հարաբերակցությամբ VO2+/VO2+ ռեակցիաներում 0,1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl էլեկտրոլիտում (ն = 5 մՎ/վ):բ) Randles-Sevchik և (գ) Nicholson-ի VO2+/VO2+ մեթոդը՝ դիֆուզիոն արդյունավետությունը գնահատելու և k0 արժեքներ ստանալու համար (d):
HWO-50% C76-ը ոչ միայն ցուցադրում էր գրեթե նույն էլեկտրակատալիտիկ ակտիվությունը, ինչ C76-ը VO2+/VO2+ ռեակցիայի համար, այլ, որ ավելի հետաքրքիր է, այն լրացուցիչ ճնշեց քլորի գազի էվոլյուցիան C76-ի համեմատ, ինչպես ցույց է տրված նկարում:6ա, ի հավելումն նկ.6 գ (ցածր RCT):C76-ը ցույց է տվել ավելի բարձր ակնհայտ Ipa/Ipc, քան HWO-50% C76-ը (Աղյուսակ S3), ոչ թե ռեակցիայի բարելավված հետադարձելիության, այլ քլորի նվազեցման գագաթնակետին համընկնման պատճառով՝ SHE-ի համեմատ 1,2 Վ-ում:HWO-50% C76-ի լավագույն կատարումը վերագրվում է բացասական լիցքավորված բարձր հաղորդիչ C76-ի և HWO-ի վրա W-OH-ի բարձր խոնավության և կատալիտիկ գործառույթների միջև սիներգիայի հետ:Մինչդեռ քլորի ավելի քիչ արտանետումները կբարելավեն ամբողջ խցիկի լիցքավորման արդյունավետությունը, բարելավված կինետիկան կբարձրացնի ամբողջ բջջի լարման արդյունավետությունը:
Համաձայն S1 հավասարման՝ դիֆուզիոնով վերահսկվող քվազիշրջելի (համեմատաբար դանդաղ էլեկտրոնների փոխանցում) ռեակցիայի համար առավելագույն հոսանքը (IP) կախված է էլեկտրոնների քանակից (n), էլեկտրոդի տարածքից (A), դիֆուզիայի գործակից (D), թվից։ էլեկտրոնների փոխանցման գործակիցը (α) և սկանավորման արագությունը (ν):Փորձարկվող նյութերի դիֆուզիոն վերահսկվող վարքագիծը ուսումնասիրելու համար IP-ի և ν1/2-ի միջև կապը գծագրվել է և ցույց է տրվել Նկար 6b-ում:Քանի որ բոլոր նյութերը ցույց են տալիս գծային հարաբերություններ, ռեակցիան վերահսկվում է դիֆուզիայի միջոցով:Քանի որ VO2+/VO2+ ռեակցիան քվազիշրջելի է, գծի թեքությունը կախված է դիֆուզիոն գործակիցից և α-ի արժեքից (հավասարում S1):Դիֆուզիոն հաստատուն գործակցի շնորհիվ (≈ 4 × 10–6 սմ2/վրկ)52, գծի թեքության տարբերությունն ուղղակիորեն ցույց է տալիս α-ի տարբեր արժեքներ և, հետևաբար, էլեկտրոնի էլեկտրոդի մակերևույթ էլեկտրոնի փոխանցման տարբեր արագություններ՝ C76 և HWO -50-ով: % C76, ցուցադրելով ամենալանջերը (էլեկտրոնների փոխանցման ամենաբարձր արագությունը):
Աղյուսակ S3-ում (Նկար 6d) ցույց տրված ցածր հաճախականությամբ Warburg թեքությունները (W) ունեն 1-ին մոտ արժեքներ բոլոր նյութերի համար, ինչը ցույց է տալիս ռեդոքս մասնիկների կատարյալ դիֆուզիոն և հաստատում է IP-ի գծային վարքագիծը ν1/2-ի դիմաց CV-ի համար:չափումներ.HWO-50% C76-ի համար Վարբուրգի թեքությունը շեղվում է միասնությունից մինչև 1.32, ինչը ենթադրում է ներդրում ոչ միայն ռեակտիվների կիսաանվերջ դիֆուզիայից (VO2+), այլև, հնարավոր է, բարակ շերտի վարքագիծը դիֆուզիոն վարքագծում էլեկտրոդի ծակոտկենության պատճառով:
VO2+/VO2+ ռեդոքս ռեակցիայի հետադարձելիությունը (էլեկտրոնների փոխանցման արագությունը) հետագա վերլուծության համար օգտագործվել է նաև Նիկոլսոնի քվազիշրջելի ռեակցիայի մեթոդը՝ k041.42 արագության ստանդարտ հաստատունը որոշելու համար:Դա արվում է առանց չափսերի Ψ կինետիկ պարամետրը որպես ΔEp-ի ֆունկցիա ν−1/2-ի ֆունկցիայի միջոցով S2 հավասարման միջոցով:Աղյուսակ S4-ը ցույց է տալիս ստացված Ψ արժեքները յուրաքանչյուր էլեկտրոդի նյութի համար:Արդյունքները նկարեք (Նկար 6գ)՝ ստանալու համար k0 × 104 սմ/վ (գրված յուրաքանչյուր տողի կողքին և ներկայացված Աղյուսակ S4-ում)՝ օգտագործելով S3 հավասարումը յուրաքանչյուր հողամասի թեքության համար:Պարզվել է, որ HWO-50% C76-ն ուներ ամենաբարձր թեքությունը (նկ. 6c) և, հետևաբար, ամենաբարձր k0 արժեքը՝ 2,47 × 10–4 սմ/վ:Սա նշանակում է, որ այս էլեկտրոդն ապահովում է ամենաարագ կինետիկան, որը համապատասխանում է CV-ի և EIS-ի արդյունքներին Նկար 6ա և դ և Աղյուսակ S3-ում:Բացի այդ, k0 արժեքները ստացվել են նաև S4 հավասարման Nyquist սյուժեներից (նկ. 6d)՝ օգտագործելով RCT արժեքները (Աղյուսակ S3):EIS-ի այս k0 արդյունքներն ամփոփված են Աղյուսակ S4-ում և նաև ցույց են տալիս, որ HWO-50% C76-ն ցուցադրում է էլեկտրոնների փոխանցման ամենաբարձր արագությունը՝ սիներգիստական ​​ազդեցության շնորհիվ:Թեև k0-ի արժեքը տարբերվում է յուրաքանչյուր մեթոդի տարբեր ծագման պատճառով, այն դեռ ցույց է տալիս մեծության նույն կարգը և ցույց է տալիս հետևողականություն:
Գերազանց կինետիկան լիովին հասկանալու համար, որին կարելի է հասնել, կարևոր է համեմատել էլեկտրոդի օպտիմալ նյութը չմեկուսացված UCC և TCC էլեկտրոդների հետ:VO2+/VO2+ ռեակցիայի համար HWO-C76-ը ոչ միայն ցույց տվեց ամենացածր ΔEp և ավելի լավ շրջելիություն, այլ նաև զգալիորեն ճնշեց մակաբուծական քլորի էվոլյուցիայի ռեակցիան՝ համեմատած TCC-ի հետ, ինչպես ցույց է տրված զգալի հոսանքի անկումը՝ 1,45 Վ-ում՝ համեմատած OHA-ի հետ (Նկար 10): 7ա):Կայունության առումով մենք ենթադրեցինք, որ HWO-50% C76-ը ֆիզիկապես կայուն է, քանի որ կատալիզատորը խառնվել է PVDF կապակցիչի հետ և այնուհետև կիրառվել ածխածնային կտորի էլեկտրոդների վրա:UCC-ի 50 մՎ-ի համեմատ՝ HWO-50% C76-ը ցույց է տվել 44 մՎ-ի գագաթնակետային տեղաշարժ 150 ցիկլից հետո (դեգրադացման արագությունը 0,29 մՎ/ցիկլ) (Նկար 7b):Հնարավոր է, որ դա մեծ տարբերություն չէ, բայց UCC էլեկտրոդների կինետիկան շատ դանդաղ է և քայքայվում է հեծանիվով, հատկապես հետադարձ ռեակցիայի դեպքում:Թեև TCC-ի հետադարձելիությունը շատ ավելի լավն է, քան UCC-ինը, պարզվել է, որ TCC-ն ունի 73 մՎ-ի մեծ տեղաշարժ 150 ցիկլից հետո, ինչը կարող է պայմանավորված լինել նրա մակերևույթից արտազատվող մեծ քանակությամբ քլորով:Ապահովելու համար, որ կատալիզատորը լավ կպչում է էլեկտրոդի մակերեսին:Ինչպես երևում է բոլոր փորձարկված էլեկտրոդների վրա, նույնիսկ նրանք, ովքեր չունեն աջակցվող կատալիզատորներ, ցուցադրում են հեծանվային անկայունության տարբեր աստիճաններ, ինչը ենթադրում է, որ հեծանվավազքի ընթացքում գագաթնակետային տարանջատման փոփոխությունները պայմանավորված են քիմիական փոփոխությունների պատճառով նյութի ապաակտիվացմամբ, այլ ոչ թե կատալիզատորի տարանջատմամբ:Բացի այդ, եթե մեծ քանակությամբ կատալիզատորի մասնիկներ առանձնացվեն էլեկտրոդի մակերեսից, դա կհանգեցնի գագաթնակետային տարանջատման զգալի աճի (ոչ միայն 44 մՎ), քանի որ ենթաշերտը (UCC) համեմատաբար ոչ ակտիվ է VO2+/VO2+-ի համար։ ռեդոքս ռեակցիա.
Օպտիմալ էլեկտրոդի նյութի CV-ի (ա) և VO2+/VO2+ (բ) ռեդոքս ռեակցիայի կայունության համեմատությունը CCC-ի նկատմամբ:0,1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl էլեկտրոլիտում բոլոր CV-ները հավասար են ν = 5 մՎ/վ:
VRFB տեխնոլոգիայի տնտեսական գրավչությունը բարձրացնելու համար վանադիումի ռեդոքս ռեակցիայի կինետիկայի բարելավումն ու ըմբռնումը կարևոր է էներգաարդյունավետության բարձր մակարդակի հասնելու համար:Պատրաստվել են HWO-C76 կոմպոզիտներ և ուսումնասիրվել է դրանց էլեկտրակատալիտիկ ազդեցությունը VO2+/VO2+ ռեակցիայի վրա:HWO-ն ցույց տվեց քիչ կինետիկ ուժեղացում, բայց զգալիորեն ճնշեց քլորի էվոլյուցիան խառը թթվային էլեկտրոլիտներում:HWO:C76-ի տարբեր հարաբերակցություններ օգտագործվել են HWO-ի վրա հիմնված էլեկտրոդների կինետիկան հետագա օպտիմալացման համար:C76-ի պարունակության ավելացումը մինչև HWO կարող է բարելավել VO2+/VO2+ ռեակցիայի էլեկտրոնների փոխանցման կինետիկան փոփոխված էլեկտրոդի վրա, որոնց թվում HWO-50% C76-ը լավագույն նյութն է, քանի որ այն նվազեցնում է լիցքի փոխանցման դիմադրությունը և հետագայում ճնշում է քլորի գազի էվոլյուցիան՝ համեմատած դրա հետ։ C76.և TCC-ն ազատվում են:Դա պայմանավորված էր C=C sp2 հիբրիդացման, OH և W-OH ֆունկցիոնալ խմբերի միջև սիներգիստական ​​ազդեցությամբ:Պարզվել է, որ HWO-50% C76-ի քայքայման արագությունը 0,29 մՎ/ցիկլ է բազմակի հեծանվավազքի ժամանակ, մինչդեռ UCC-ը և TCC-ը համապատասխանաբար 0,33 մՎ/ցիկլ և 0,49 մՎ/ցիկլ են, ինչը այն շատ կայուն է դարձնում խառը թթվային էլեկտրոլիտներում:Ներկայացված արդյունքները հաջողությամբ բացահայտում են բարձր արդյունավետությամբ էլեկտրոդային նյութերը VO2+/VO2+ ռեակցիայի համար՝ արագ կինետիկայով և բարձր կայունությամբ:Սա կբարձրացնի ելքային լարումը, դրանով իսկ բարելավելով VRFB-ի էներգաարդյունավետությունը, դրանով իսկ նվազեցնելով դրա հետագա առևտրայնացման արժեքը:
Ընթացիկ ուսումնասիրության մեջ օգտագործված և/կամ վերլուծված տվյալների հավաքածուները հասանելի են համապատասխան հեղինակներից ողջամիտ պահանջով:
Luderer G. et al.Քամու և արևի էներգիայի գնահատումը գլոբալ ցածր ածխածնային էներգիայի սցենարներում. Ներածություն.Էներգետիկ տնտեսագիտություն.64, 542–551 թթ.https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (2017 թ.):
Lee, HJ, Park, S. and Kim, H. MnO2 նստվածքի ազդեցության վերլուծություն վանադիում մանգանային ռեդոքս հոսքային մարտկոցների աշխատանքի վրա:J. Էլեկտրաքիմիա.հասարակությունը։165 (5), A952-A956.https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (2018):
Shah, AA, Tangirala, R., Singh, R., Wills, RGA and Walsh, FK Dynamic միավոր բջջային մոդել՝ ամբողջովին վանադիումի ռեդոքս հոսքի մարտկոցի համար:J. Էլեկտրաքիմիա.հասարակությունը։158 (6), A671.https://doi.org/10.1149/1.3561426 (2011):
Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA և Mench, MM Տեղում պոտենցիալ բաշխման չափման և ստուգման մոդել ամբողջովին վանադիումի ռեդոքս հոսքի մարտկոցի համար:J. Էլեկտրաքիմիա.հասարակությունը։163 (1), A5188-A5201.https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (2016 թ.):
Tsushima, S. and Suzuki, T. Վանադիումի ռեդոքս մարտկոցի մոդելավորում և սիմուլյացիա՝ միջթվային հոսքի դաշտով, էլեկտրոդի կառուցվածքը օպտիմալացնելու համար:J. Էլեկտրաքիմիա.հասարակությունը։167(2), 020553. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (2020 թ.):
Sun, B. and Skillas-Kazakos, M. Modification of Graphite Electrode Materials for Application of Vanadium Redox Batteries – I. Heat Treatment.էլեկտրաքիմիա։Acta 37(7), 1253–1260 թթ.https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (1992 թ.):
Liu, T., Li, S., Zhang, H., and Chen, J. Էլեկտրոդային նյութերի առաջխաղացումները վանադիումի հոսքի մարտկոցներում (VFBs) հզորության խտությունը բարելավելու համար:J. Էներգետիկ քիմիա.27 (5), 1292–1303 թթ.https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (2018 թ.):
Liu, QH et al.Բարձր արդյունավետության վանադիումի ռեդոքս հոսքի բջիջ՝ էլեկտրոդների օպտիմիզացված կոնֆիգուրացիայով և թաղանթի ընտրությամբ:J. Էլեկտրաքիմիա.հասարակությունը։159(8), A1246-A1252.https://doi.org/10.1149/2.051208jes (2012):
Wei, G., Jia, K., Liu, J., and Yang, K. Կոմպոզիտային ածխածնային նանոխողովակային կատալիզատոր էլեկտրոդներ՝ ածխածնային զգացողությամբ աջակցությամբ վանադիումի ռեդոքս մարտկոցների կիրառման համար:J. Էներգամատակարարում.220, 185-192։https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (2012 թ.):
Moon, S., Kwon, BV, Chang, Y., and Kwon, Y. Թթվացված CNT-ների վրա նստած բիսմութ սուլֆատի ազդեցությունը վանադիումի ռեդոքս հոսքային մարտկոցների աշխատանքի վրա:J. Էլեկտրաքիմիա.հասարակությունը։166(12), A2602.https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (2019):
Հուանգ, Ռ.-Հ.սպասիր.Ակտիվ էլեկտրոդներ՝ փոփոխված պլատինե/բազմապատ ածխածնային նանոխողովակներով՝ վանադիումի ռեդոքս հոսքային մարտկոցների համար:J. Էլեկտրաքիմիա.հասարակությունը։159(10), A1579.https://doi.org/10.1149/2.003210jes (2012):
Սակայն, S. et al.Վանադիումի ռեդոքս հոսքի մարտկոցն օգտագործում է էլեկտրակատալիզատորներ, որոնք զարդարված են ազոտով ներծծված ածխածնային նանոխողովակներով, որոնք ստացվում են օրգանական մետաղական փայտամածներից:J. Էլեկտրաքիմիա.հասարակությունը։165 (7), A1388.https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (2018):
Khan, P. et al.Գրաֆեն օքսիդի նանոթերթները՝ որպես հիանալի էլեկտրաքիմիապես ակտիվ նյութեր VO2+/ և V2+/V3+ ռեդոքս զույգերի համար՝ վանադիումի ռեդոքս հոսքային մարտկոցների համար:Carbon 49 (2), 693–700:https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (2011 թ.):
Gonzalez, Z. et al.Վանադիումի ռեդոքս մարտկոցների համար գրաֆենով ձևափոխված գրաֆիտի հիանալի էլեկտրաքիմիական կատարում:J. Էներգամատակարարում.338, 155-162։https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.10.069 (2017 թ.):
González Z., Vizirianu S., Dinescu G., Blanco S. and Santamaria R. Carbon nanowall ֆիլմերը որպես նանոկառուցվածքային էլեկտրոդային նյութեր վանադիումի ռեդոքս հոսքի մարտկոցներում:Nano Energy 1 (6), 833–839.https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (2012 թ.):
Opar DO, Nankya R., Lee J. և Yung H. Եռաչափ գրաֆենով ձևափոխված միջածխածնային ածխածին բարձր արդյունավետությամբ վանադիումի ռեդոքս հոսքի մարտկոցների համար:էլեկտրաքիմիա։Act 330, 135276. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (2020 թ.):