Σας ευχαριστούμε που επισκεφτήκατε το Nature.com.Η έκδοση του προγράμματος περιήγησης που χρησιμοποιείτε έχει περιορισμένη υποστήριξη CSS.Για την καλύτερη εμπειρία, συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε ένα ενημερωμένο πρόγραμμα περιήγησης (ή να απενεργοποιήσετε τη λειτουργία συμβατότητας στον Internet Explorer).Στο μεταξύ, για να διασφαλίσουμε τη συνεχή υποστήριξη, θα αποδώσουμε τον ιστότοπο χωρίς στυλ και JavaScript.
Ένα καρουζέλ που δείχνει τρεις διαφάνειες ταυτόχρονα.Χρησιμοποιήστε τα κουμπιά Προηγούμενο και Επόμενο για να μετακινηθείτε σε τρεις διαφάνειες κάθε φορά ή χρησιμοποιήστε τα κουμπιά ρυθμιστικού στο τέλος για να μετακινηθείτε σε τρεις διαφάνειες κάθε φορά.
Το σχετικά υψηλό κόστος των μπαταριών οξειδοαναγωγικής ροής πλήρως βαναδίου (VRFB) περιορίζει την ευρεία χρήση τους.Απαιτείται βελτίωση της κινητικής των ηλεκτροχημικών αντιδράσεων για την αύξηση της ειδικής ισχύος και της ενεργειακής απόδοσης του VRFB, μειώνοντας έτσι το κόστος των kWh του VRFB.Σε αυτήν την εργασία, νανοσωματίδια υδροθερμικά συντεθέντα ενυδατωμένου οξειδίου του βολφραμίου (HWO), C76 και C76/HWO, εναποτέθηκαν σε ηλεκτρόδια από ύφασμα άνθρακα και δοκιμάστηκαν ως ηλεκτροκαταλύτες για την αντίδραση οξειδοαναγωγής VO2+/VO2+.Ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης εκπομπών πεδίου (FESEM), φασματοσκοπία ακτίνων Χ διασποράς ενέργειας (EDX), ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης υψηλής ανάλυσης (HR-TEM), περίθλαση ακτίνων Χ (XRD), φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων ακτίνων Χ (XPS), φασματοσκοπία μετασχηματισμού υπέρυθρων Fourier και μετρήσεις επαφής (FTIR).Έχει βρεθεί ότι η προσθήκη φουλερενίων C76 στο HWO μπορεί να βελτιώσει την κινητική των ηλεκτροδίων αυξάνοντας την ηλεκτρική αγωγιμότητα και παρέχοντας οξειδωμένες λειτουργικές ομάδες στην επιφάνειά του, προάγοντας έτσι την αντίδραση οξειδοαναγωγής VO2+/VO2+.Το σύνθετο υλικό HWO/C76 (50 wt% C76) αποδείχθηκε η καλύτερη επιλογή για την αντίδραση VO2+/VO2+ με ΔEp 176 mV, ενώ το μη επεξεργασμένο ύφασμα άνθρακα (UCC) ήταν 365 mV.Επιπλέον, το σύνθετο HWO/C76 έδειξε σημαντική ανασταλτική επίδραση στην αντίδραση έκλυσης παρασιτικού χλωρίου λόγω της λειτουργικής ομάδας W-OH.
Η έντονη ανθρώπινη δραστηριότητα και η ραγδαία βιομηχανική επανάσταση έχουν οδηγήσει σε μια ασταμάτητη υψηλή ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία αυξάνεται κατά περίπου 3% ετησίως1.Για δεκαετίες, η ευρεία χρήση ορυκτών καυσίμων ως πηγή ενέργειας έχει οδηγήσει σε εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου που συμβάλλουν στην υπερθέρμανση του πλανήτη, στη ρύπανση του νερού και του αέρα, απειλώντας ολόκληρα οικοσυστήματα.Ως αποτέλεσμα, η διείσδυση της καθαρής και ανανεώσιμης αιολικής και ηλιακής ενέργειας αναμένεται να φτάσει το 75% της συνολικής ηλεκτρικής ενέργειας έως το 20501. Ωστόσο, όταν το μερίδιο της ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές υπερβαίνει το 20% της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, το δίκτυο γίνεται ασταθές.
Μεταξύ όλων των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας, όπως η υβριδική μπαταρία οξειδοαναγωγικής ροής βαναδίου2, η μπαταρία ροής οξειδοαναγωγής πλήρως βαναδίου (VRFB) έχει αναπτυχθεί ταχύτερα λόγω των πολλών πλεονεκτημάτων της και θεωρείται η καλύτερη λύση για μακροχρόνια αποθήκευση ενέργειας (περίπου 30 χρόνια).) Επιλογές σε συνδυασμό με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας4.Αυτό οφείλεται στον διαχωρισμό ισχύος και πυκνότητας ενέργειας, γρήγορη απόκριση, μεγάλη διάρκεια ζωής και σχετικά χαμηλό ετήσιο κόστος 65 $/kWh σε σύγκριση με 93-140 $/kWh για μπαταρίες Li-ion και μολύβδου-οξέος και 279-420 δολάρια ΗΠΑ ανά kWh.μπαταρία αντίστοιχα 4.
Ωστόσο, η μεγάλης κλίμακας εμπορευματοποίησή τους εξακολουθεί να περιορίζεται από το σχετικά υψηλό κόστος κεφαλαίου του συστήματος, κυρίως λόγω των στοίβων κυττάρων4,5.Έτσι, η βελτίωση της απόδοσης της στοίβας αυξάνοντας την κινητική των δύο αντιδράσεων μισού στοιχείου μπορεί να μειώσει το μέγεθος της στοίβας και έτσι να μειώσει το κόστος.Επομένως, είναι απαραίτητη η γρήγορη μεταφορά ηλεκτρονίων στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου, η οποία εξαρτάται από το σχεδιασμό, τη σύνθεση και τη δομή του ηλεκτροδίου και απαιτεί προσεκτική βελτιστοποίηση6.Παρά την καλή χημική και ηλεκτροχημική σταθερότητα και την καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα των ηλεκτροδίων άνθρακα, η μη επεξεργασμένη κινητική τους είναι υποτονική λόγω της απουσίας λειτουργικών ομάδων οξυγόνου και της υδροφιλικότητας7,8.Επομένως, διάφοροι ηλεκτροκαταλύτες συνδυάζονται με ηλεκτρόδια με βάση τον άνθρακα, ειδικά νανοδομές άνθρακα και οξείδια μετάλλων, για τη βελτίωση της κινητικής και των δύο ηλεκτροδίων, αυξάνοντας έτσι την κινητική του ηλεκτροδίου VRFB.
Εκτός από την προηγούμενη εργασία μας για το C76, αναφέραμε για πρώτη φορά την εξαιρετική ηλεκτροκαταλυτική δραστηριότητα αυτού του φουλερενίου για VO2+/VO2+, μεταφορά φορτίου, σε σύγκριση με το θερμικά επεξεργασμένο και μη επεξεργασμένο ύφασμα άνθρακα.Η αντίσταση μειώνεται κατά 99,5% και 97%.Η καταλυτική απόδοση των υλικών άνθρακα για την αντίδραση VO2+/VO2+ σε σύγκριση με το C76 φαίνεται στον Πίνακα S1.Από την άλλη πλευρά, πολλά οξείδια μετάλλων όπως CeO225, ZrO226, MoO327, NiO28, SnO229, Cr2O330 και WO331, 32, 33, 34, 35, 36, 37 έχουν χρησιμοποιηθεί λόγω της αυξημένης διαβρεξιμότητάς τους και της άφθονης λειτουργικότητάς τους σε οξύ., 38. ομάδα.Η καταλυτική δράση αυτών των μεταλλικών οξειδίων στην αντίδραση VO2+/VO2+ παρουσιάζεται στον Πίνακα S2.Το WO3 έχει χρησιμοποιηθεί σε σημαντικό αριθμό εργασιών λόγω του χαμηλού κόστους, της υψηλής σταθερότητας σε όξινα μέσα και της υψηλής καταλυτικής του δραστηριότητας31,32,33,34,35,36,37,38.Ωστόσο, η βελτίωση της καθοδικής κινητικής λόγω WO3 είναι ασήμαντη.Για τη βελτίωση της αγωγιμότητας του WO3, δοκιμάστηκε η επίδραση της χρήσης ανηγμένου οξειδίου του βολφραμίου (W18O49) στην καθοδική δραστηριότητα38.Το ενυδατωμένο οξείδιο του βολφραμίου (HWO) δεν έχει ποτέ δοκιμαστεί σε εφαρμογές VRFB, αν και παρουσιάζει αυξημένη δραστηριότητα σε εφαρμογές υπερπυκνωτών λόγω ταχύτερης διάχυσης κατιόντων σε σύγκριση με το άνυδρο WOx39,40.Η μπαταρία ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου τρίτης γενιάς χρησιμοποιεί έναν μικτό ηλεκτρολύτη οξέος που αποτελείται από HCl και H2SO4 για να βελτιώσει την απόδοση της μπαταρίας και να βελτιώσει τη διαλυτότητα και τη σταθερότητα των ιόντων βαναδίου στον ηλεκτρολύτη.Ωστόσο, η αντίδραση εξέλιξης του παρασιτικού χλωρίου έχει γίνει ένα από τα μειονεκτήματα της τρίτης γενιάς, επομένως η αναζήτηση τρόπων αναστολής της αντίδρασης αξιολόγησης χλωρίου έχει γίνει το επίκεντρο πολλών ερευνητικών ομάδων.
Εδώ, διεξήχθησαν δοκιμές αντίδρασης VO2+/VO2+ σε σύνθετα υλικά HWO/C76 που εναποτέθηκαν σε ηλεκτρόδια από ύφασμα άνθρακα προκειμένου να βρεθεί μια ισορροπία μεταξύ της ηλεκτρικής αγωγιμότητας των σύνθετων υλικών και της οξειδοαναγωγικής κινητικής της επιφάνειας του ηλεκτροδίου ενώ καταστέλλεται η παρασιτική εξέλιξη χλωρίου.απάντηση (CER).Τα νανοσωματίδια ενυδατωμένου οξειδίου του βολφραμίου (HWO) συντέθηκαν με μια απλή υδροθερμική μέθοδο.Πραγματοποιήθηκαν πειράματα σε μικτό όξινο ηλεκτρολύτη (H2SO4/HCl) για την προσομοίωση του VRFB τρίτης γενιάς (G3) για πρακτικότητα και για τη διερεύνηση της επίδρασης του HWO στην αντίδραση έκλυσης παρασιτικού χλωρίου.
Ένυδρο θειικό βανάδιο (IV), θειικό οξύ (VOSO4, 99,9%, Alfa-Aeser), θειικό οξύ (H2SO4), υδροχλωρικό οξύ (HCl), διμεθυλοφορμαμίδιο (DMF, Sigma-Aldrich), φθοριούχο πολυβινυλιδένιο (PVDF, Sigma)-Aldrich, διυδρικό νάτριο (Sigma)-Alda94, διμεθυλοφορμαμίδιο πλούσιο) και υδρόφιλο ύφασμα άνθρακα ELAT (Fuel Cell Store) χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή τη μελέτη.
Ενυδατωμένο οξείδιο βολφραμίου (HWO) παρασκευάστηκε με υδροθερμική αντίδραση 43 στην οποία 2 g του άλατος Na2WO4 διαλύθηκαν σε 12 ml Η2Ο για να δώσει ένα άχρωμο διάλυμα, στη συνέχεια προστέθηκαν στάγδην 12 ml HCI 2 Μ για να δώσει ένα ωχροκίτρινο εναιώρημα.Ο πολτός τοποθετήθηκε σε αυτόκλειστο από ανοξείδωτο χάλυβα επικαλυμμένο με τεφλόν και διατηρήθηκε σε φούρνο στους 180° C για 3 ώρες για υδροθερμική αντίδραση.Το υπόλειμμα συλλέχθηκε με διήθηση, πλύθηκε 3 φορές με αιθανόλη και νερό, ξηράνθηκε σε φούρνο στους 70°C για~3 ώρες, και στη συνέχεια λειοτριβήθηκε για να δώσει μια μπλε-γκρι σκόνη HWO.
Τα ληφθέντα (μη επεξεργασμένα) ηλεκτρόδια από ύφασμα άνθρακα (CCT) χρησιμοποιήθηκαν ως έχουν ή υποβλήθηκαν σε θερμική επεξεργασία σε κλίβανο σωλήνων στους 450°C στον αέρα με ρυθμό θέρμανσης 15 ºC/min για 10 ώρες για να ληφθούν επεξεργασμένα CC (TCC).όπως περιγράφεται στο προηγούμενο άρθρο24.Το UCC και το TCC κόπηκαν σε ηλεκτρόδια πλάτους περίπου 1,5 cm και μήκους 7 cm.Εναιωρήματα C76, HWO, HWO-10% C76, HWO-30% C76 και HWO-50% C76 παρασκευάστηκαν προσθέτοντας 20 mg.% (~2,22 mg) PVDF συνδετικού σε~1 ml DMF και υποβλήθηκαν σε υπερήχους για 1 ώρα για βελτίωση της ομοιομορφίας.2 mg σύνθετων υλικών C76, HWO και HWO-C76 εφαρμόστηκαν διαδοχικά σε μια περιοχή ενεργού ηλεκτροδίου UCC περίπου 1,5 cm2.Όλοι οι καταλύτες φορτώθηκαν σε ηλεκτρόδια UCC και το TCC χρησιμοποιήθηκε μόνο για λόγους σύγκρισης, καθώς η προηγούμενη εργασία μας έδειξε ότι δεν απαιτείται θερμική επεξεργασία24.Η καθίζηση του αποτυπώματος επιτεύχθηκε με βούρτσισμα 100 μl του εναιωρήματος (φορτίο 2 mg) για πιο ομοιόμορφο αποτέλεσμα.Κατόπιν όλα τα ηλεκτρόδια ξηράνθηκαν σε φούρνο στους 60°C όλη τη νύχτα.Τα ηλεκτρόδια μετρώνται προς τα εμπρός και προς τα πίσω για να διασφαλιστεί η ακριβής φόρτωση του αποθέματος.Προκειμένου να έχουμε μια συγκεκριμένη γεωμετρική περιοχή (~1,5 cm2) και να αποτρέψουμε την άνοδο του ηλεκτρολύτη βαναδίου στο ηλεκτρόδιο λόγω του τριχοειδούς φαινομένου, εφαρμόστηκε ένα λεπτό στρώμα παραφίνης πάνω από το ενεργό υλικό.
Χρησιμοποιήθηκε ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης εκπομπής πεδίου (FESEM, Zeiss SEM Ultra 60, 5 kV) για την παρατήρηση της μορφολογίας της επιφάνειας HWO.Ένα φασματόμετρο ακτίνων Χ διασποράς ενέργειας εξοπλισμένο με Feii8SEM (EDX, Zeiss Inc.) χρησιμοποιήθηκε για τη χαρτογράφηση στοιχείων HWO-50%C76 στα ηλεκτρόδια UCC.Ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης υψηλής ανάλυσης (HR-TEM, JOEL JEM-2100) που λειτουργεί σε τάση επιτάχυνσης 200 kV χρησιμοποιήθηκε για την απεικόνιση σωματιδίων HWO και δακτυλίων περίθλασης υψηλότερης ανάλυσης.Το λογισμικό Crystallography Toolbox (CrysTBox) χρησιμοποιεί τη λειτουργία ringGUI για να αναλύσει το μοτίβο περίθλασης δακτυλίου HWO και να συγκρίνει τα αποτελέσματα με το μοτίβο XRD.Η δομή και η γραφιτοποίηση του UCC και του TCC αναλύθηκε με περίθλαση ακτίνων Χ (XRD) με ρυθμό σάρωσης 2,4°/min από 5° έως 70° με Cu Kα (λ = 1,54060 Α) χρησιμοποιώντας ένα Παναλυτικό περιθλασίμετρο ακτίνων Χ (Μοντέλο 3600).Η XRD έδειξε την κρυσταλλική δομή και τη φάση του HWO.Το λογισμικό PANAlytical X'Pert HighScore χρησιμοποιήθηκε για την αντιστοίχιση των κορυφών HWO με τους χάρτες οξειδίου του βολφραμίου που είναι διαθέσιμοι στη βάση δεδομένων45.Τα αποτελέσματα του HWO συγκρίθηκαν με τα αποτελέσματα του TEM.Η χημική σύνθεση και η κατάσταση των δειγμάτων HWO προσδιορίστηκαν με φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων ακτίνων Χ (XPS, ESCALAB 250Xi, ThermoScientific).Το λογισμικό CASA-XPS (v 2.3.15) χρησιμοποιήθηκε για αποσυνέλιξη αιχμής και ανάλυση δεδομένων.Για τον προσδιορισμό των επιφανειακών λειτουργικών ομάδων των HWO και HWO-50%C76, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία υπέρυθρου μετασχηματισμού Fourier (FTIR, φασματόμετρο Perkin Elmer, χρησιμοποιώντας KBr FTIR).Τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με τα αποτελέσματα XPS.Χρησιμοποιήθηκαν επίσης μετρήσεις γωνίας επαφής (KRUSS DSA25) για τον χαρακτηρισμό της διαβρεξιμότητας των ηλεκτροδίων.
Για όλες τις ηλεκτροχημικές μετρήσεις χρησιμοποιήθηκε σταθμός εργασίας Biologic SP 300.Η κυκλική βολταμετρία (CV) και η φασματοσκοπία ηλεκτροχημικής σύνθετης αντίστασης (EIS) χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη της κινητικής των ηλεκτροδίων της αντίδρασης οξειδοαναγωγής VO2+/VO2+ και της επίδρασης της διάχυσης του αντιδραστηρίου (VOSO4(VO2+)) στον ρυθμό αντίδρασης.Και οι δύο μέθοδοι χρησιμοποίησαν ένα στοιχείο τριών ηλεκτροδίων με συγκέντρωση ηλεκτρολύτη 0,1 M VOSO4 (V4+) σε 1 M H2SO4 + 1 M HCl (μίγμα οξέων).Όλα τα ηλεκτροχημικά δεδομένα που παρουσιάζονται είναι IR διορθωμένα.Ένα κορεσμένο ηλεκτρόδιο καλομέλας (SCE) και ένα πηνίο πλατίνας (Pt) χρησιμοποιήθηκαν ως ηλεκτρόδιο αναφοράς και αντίθετο, αντίστοιχα.Για το CV, ρυθμοί σάρωσης (ν) 5, 20 και 50 mV/s εφαρμόστηκαν στο δυναμικό παράθυρο VO2+/VO2+ για (0–1) V έναντι SCE, και στη συνέχεια προσαρμόστηκαν για SHE σε διάγραμμα (VSCE = 0,242 V έναντι HSE) .Για να μελετηθεί η κατακράτηση της δραστικότητας των ηλεκτροδίων, πραγματοποιήθηκαν επαναλαμβανόμενες κυκλικές CV στα ν 5 mV/s για UCC, TCC, UCC-C76, UCC-HWO και UCC-HWO-50% C76.Για μετρήσεις EIS, το εύρος συχνοτήτων της αντίδρασης οξειδοαναγωγής VO2+/VO2+ ήταν 0,01-105 Hz και η διαταραχή τάσης σε τάση ανοιχτού κυκλώματος (OCV) ήταν 10 mV.Κάθε πείραμα επαναλήφθηκε 2-3 φορές για να εξασφαλιστεί η συνέπεια των αποτελεσμάτων.Οι ετερογενείς σταθερές ρυθμού (k0) ελήφθησαν με τη μέθοδο Nicholson46,47.
Το ενυδατωμένο οξείδιο του βολφραμίου (HVO) έχει συντεθεί επιτυχώς με την υδροθερμική μέθοδο.Εικόνα SEM στο σχ.Το 1α δείχνει ότι το εναποτιθέμενο HWO αποτελείται από συστάδες νανοσωματιδίων με μεγέθη στην περιοχή των 25-50 nm.
Το μοτίβο περίθλασης ακτίνων Χ του HWO δείχνει κορυφές (001) και (002) σε ~23,5° και ~47,5°, αντίστοιχα, οι οποίες είναι χαρακτηριστικές του μη στοιχειομετρικού WO2.63 (W32O84) (PDF 077-0810, a = 21,4 b = 8, β = 8, β = 8, β = 1, Å. = γ = 90°), που αντιστοιχεί στο καθαρό μπλε χρώμα τους (Εικ. 1β) 48.49.Άλλες κορυφές σε περίπου 20,5°, 27,1°, 28,1°, 30,8°, 35,7°, 36,7° και 52,7° αντιστοιχίστηκαν στις (140), (620), (350), (720), (740), (560°).) ) και (970) επίπεδα περίθλασης ορθογώνια προς το WO2.63, αντίστοιχα.Η ίδια συνθετική μέθοδος χρησιμοποιήθηκε από τους Songara et al.43 για να ληφθεί ένα λευκό προϊόν, το οποίο αποδόθηκε στην παρουσία WO3(H2O)0,333.Ωστόσο, σε αυτήν την εργασία, λόγω διαφορετικών συνθηκών, λήφθηκε ένα μπλε-γκρι προϊόν, το οποίο υποδεικνύει ότι το WO3(H2O)0,333 (PDF 087-1203, a = 7,3 Å, b = 12,5 Å, c = 7 ,7 Å, α = β = γ = 90° οξείδιο) και η ανηγμένη μορφή οξειδίου είναι 90°.Η ημιποσοτική ανάλυση με χρήση λογισμικού X'Pert HighScore έδειξε 26% WO3(H2O)0,333:74% W32O84.Εφόσον το W32O84 αποτελείται από W6+ και W4+ (1,67:1 W6+:W4+), το εκτιμώμενο περιεχόμενο των W6+ και W4+ είναι περίπου 72% W6+ και 28% W4+, αντίστοιχα.Εικόνες SEM, φάσματα XPS 1 δευτερολέπτου σε επίπεδο πυρήνα, εικόνες TEM, φάσματα FTIR και φάσματα Raman των σωματιδίων C76 παρουσιάστηκαν στο προηγούμενο άρθρο μας.Σύμφωνα με τους Kawada et al., 50,51 η περίθλαση ακτίνων Χ του C76 μετά την απομάκρυνση του τολουολίου έδειξε τη μονοκλινική δομή του FCC.
Εικόνες SEM στην εικ.Τα Σχήματα 2α και β δείχνουν ότι τα HWO και HWO-50%C76 εναποτέθηκαν με επιτυχία πάνω και μεταξύ των ινών άνθρακα του ηλεκτροδίου UCC.Χάρτες στοιχείων EDX βολφραμίου, άνθρακα και οξυγόνου σε εικόνες SEM στην εικ.2c φαίνονται στο σχ.2d-f που δείχνει ότι το βολφράμιο και ο άνθρακας αναμειγνύονται ομοιόμορφα (δείχνοντας παρόμοια κατανομή) σε ολόκληρη την επιφάνεια του ηλεκτροδίου και το σύνθετο υλικό δεν εναποτίθεται ομοιόμορφα λόγω της φύσης της μεθόδου εναπόθεσης.
Εικόνες SEM αποτιθέμενων σωματιδίων HWO (α) και σωματιδίων HWO-C76 (β).Η χαρτογράφηση EDX στο HWO-C76 που έχει φορτωθεί σε UCC χρησιμοποιώντας την περιοχή στην εικόνα (γ) δείχνει την κατανομή του βολφραμίου (d), του άνθρακα (e) και του οξυγόνου (f) στο δείγμα.
Το HR-TEM χρησιμοποιήθηκε για απεικόνιση υψηλής μεγέθυνσης και κρυσταλλογραφικές πληροφορίες (Εικόνα 3).Το HWO δείχνει τη μορφολογία του νανοκύβου όπως φαίνεται στο Σχ. 3α και πιο καθαρά στο Σχ. 3β.Με τη μεγέθυνση του νανοκύβου για την περίθλαση επιλεγμένων περιοχών, μπορεί κανείς να οπτικοποιήσει τη δομή του πλέγματος και τα επίπεδα περίθλασης που ικανοποιούν το νόμο Bragg, όπως φαίνεται στο Σχ. 3γ, που επιβεβαιώνει την κρυσταλλικότητα του υλικού.Στο ένθετο στο Σχ. 3c δείχνει την απόσταση d 3,3 Α που αντιστοιχεί στα επίπεδα περίθλασης (022) και (620) που βρέθηκαν στις φάσεις WO3(H2O)0,333 και W32O84, αντίστοιχα43,44,49.Αυτό είναι σύμφωνο με την ανάλυση XRD που περιγράφηκε παραπάνω (Εικ. 1β) καθώς η παρατηρούμενη απόσταση επιπέδου πλέγματος d (Εικ. 3γ) αντιστοιχεί στην ισχυρότερη κορυφή XRD στο δείγμα HWO.Οι δακτύλιοι δειγμάτων φαίνονται επίσης στο σχ.3d, όπου κάθε δακτύλιος αντιστοιχεί σε ξεχωριστό επίπεδο.Τα επίπεδα WO3(H2O)0.333 και W32O84 είναι χρωματισμένα λευκά και μπλε, αντίστοιχα, και οι αντίστοιχες κορυφές XRD τους φαίνονται επίσης στο Σχ. 1β.Ο πρώτος δακτύλιος που φαίνεται στο διάγραμμα δακτυλίου αντιστοιχεί στην πρώτη σημειωμένη κορυφή στο σχέδιο ακτίνων Χ του επιπέδου περίθλασης (022) ή (620).Από τους δακτυλίους (022) έως (402), οι τιμές διαστήματος d είναι 3,30, 3,17, 2,38, 1,93 και 1,69 Å, σύμφωνα με τις τιμές XRD των 3,30, 3,17, 2, 45, 1,93.και 1,66 Å, που είναι ίσο με 44, 45, αντίστοιχα.
(α) Η εικόνα HR-TEM του HWO, (β) δείχνει μια μεγεθυμένη εικόνα.Οι εικόνες των επιπέδων σχάρας φαίνονται στο (c), το ένθετο (γ) δείχνει μια μεγεθυμένη εικόνα των επιπέδων και ένα βήμα d 0,33 nm που αντιστοιχεί στα επίπεδα (002) και (620).(δ) Μοτίβο δακτυλίου HWO που δείχνει επίπεδα που σχετίζονται με WO3(H2O)0,333 (λευκό) και W32O84 (μπλε).
Πραγματοποιήθηκε ανάλυση XPS για να προσδιοριστεί η χημεία της επιφάνειας και η κατάσταση οξείδωσης του βολφραμίου (Εικόνες S1 και 4).Το ευρύ φάσμα σάρωσης XPS του συντιθέμενου HWO φαίνεται στο Σχήμα S1, υποδεικνύοντας την παρουσία βολφραμίου.Τα φάσματα στενής σάρωσης XPS των επιπέδων πυρήνα W 4f και O 1s φαίνονται στα Σχ.4α και β, αντίστοιχα.Το φάσμα W 4f χωρίζεται σε δύο διπλές τροχιές σπιν που αντιστοιχούν στις ενέργειες δέσμευσης της κατάστασης οξείδωσης W.και W 4f7/2 στα 36,6 και 34,9 eV είναι χαρακτηριστικά της κατάστασης W4+ του 40, αντίστοιχα.)0,333.Τα προσαρμοσμένα δεδομένα δείχνουν ότι τα ατομικά ποσοστά των W6+ και W4+ είναι 85% και 15%, αντίστοιχα, τα οποία είναι κοντά στις τιμές που υπολογίζονται από τα δεδομένα XRD λαμβάνοντας υπόψη τις διαφορές μεταξύ των δύο μεθόδων.Και οι δύο μέθοδοι παρέχουν ποσοτικές πληροφορίες με χαμηλή ακρίβεια, ειδικά XRD.Επίσης, αυτές οι δύο μέθοδοι αναλύουν διαφορετικά μέρη του υλικού επειδή η XRD είναι μια μέθοδος χύδην ενώ η XPS είναι μια μέθοδος επιφάνειας που προσεγγίζει μόνο μερικά νανόμετρα.Το φάσμα O 1s χωρίζεται σε δύο κορυφές στα 533 (22,2%) και 530,4 eV (77,8%).Το πρώτο αντιστοιχεί σε ΟΗ και το δεύτερο σε δεσμούς οξυγόνου στο πλέγμα στο WO.Η παρουσία λειτουργικών ομάδων ΟΗ είναι σύμφωνη με τις ιδιότητες ενυδάτωσης του HWO.
Πραγματοποιήθηκε επίσης ανάλυση FTIR σε αυτά τα δύο δείγματα για να εξεταστεί η παρουσία λειτουργικών ομάδων και συντονιστικών μορίων νερού στην ένυδρη δομή HWO.Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα αποτελέσματα δείγματος HWO-50% C76 και FT-IR HWO φαίνονται παρόμοια λόγω της παρουσίας HWO, αλλά η ένταση των κορυφών διαφέρει λόγω της διαφορετικής ποσότητας δείγματος που χρησιμοποιείται στην προετοιμασία για ανάλυση (Εικ. 5α).) Το HWO-50% C76 δείχνει ότι όλες οι κορυφές, εκτός από την κορυφή του οξειδίου του βολφραμίου, σχετίζονται με το φουλλερένιο 24. Αναλυτικά στο σχ.Το 5α δείχνει ότι και τα δύο δείγματα παρουσιάζουν μια πολύ ισχυρή ευρεία ζώνη στα ~710/cm που αποδίδεται στις ταλαντώσεις τάνυσης OWO στη δομή του πλέγματος HWO, με έναν ισχυρό ώμο στα ~840/cm που αποδίδεται στο WO.Για τις δονήσεις τάνυσης, μια αιχμηρή ζώνη στα περίπου 1610/cm αποδίδεται σε δονήσεις κάμψης του ΟΗ, ενώ μια ευρεία ζώνη απορρόφησης στα περίπου 3400/cm αποδίδεται σε δονήσεις τάνυσης του ΟΗ σε ομάδες υδροξυλίου43.Αυτά τα αποτελέσματα είναι σύμφωνα με τα φάσματα XPS στα Σχ.4b, όπου οι λειτουργικές ομάδες WO μπορούν να παρέχουν ενεργές θέσεις για την αντίδραση VO2+/VO2+.
Η ανάλυση FTIR των HWO και HWO-50% C76 (a), έδειξε λειτουργικές ομάδες και μετρήσεις γωνίας επαφής (b, c).
Η ομάδα ΟΗ μπορεί επίσης να καταλύσει την αντίδραση VO2+/VO2+, ενώ αυξάνει την υδροφιλία του ηλεκτροδίου, προάγοντας έτσι τον ρυθμό διάχυσης και μεταφοράς ηλεκτρονίων.Όπως φαίνεται, το δείγμα HWO-50% C76 δείχνει μια επιπλέον κορυφή για το C76.Οι κορυφές στα ~2905, 2375, 1705, 1607 και 1445 cm3 μπορούν να αντιστοιχιστούν στις δονήσεις τάνυσης CH, O=C=O, C=O, C=C και CO, αντίστοιχα.Είναι ευρέως γνωστό ότι οι λειτουργικές ομάδες οξυγόνου C=O και CO μπορούν να χρησιμεύσουν ως ενεργά κέντρα για τις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής του βαναδίου.Για να δοκιμαστεί και να συγκριθεί η διαβρεξιμότητα των δύο ηλεκτροδίων, ελήφθησαν μετρήσεις γωνίας επαφής όπως φαίνεται στο Σχ. 5b,c.Το ηλεκτρόδιο HWO απορρόφησε αμέσως σταγονίδια νερού, υποδεικνύοντας υπερυδροφιλικότητα λόγω των διαθέσιμων λειτουργικών ομάδων ΟΗ.Το HWO-50% C76 είναι πιο υδρόφοβο, με γωνία επαφής περίπου 135° μετά από 10 δευτερόλεπτα.Ωστόσο, στις ηλεκτροχημικές μετρήσεις, το ηλεκτρόδιο HWO-50%C76 βρέχτηκε εντελώς σε λιγότερο από ένα λεπτό.Οι μετρήσεις διαβρεξιμότητας είναι σύμφωνες με τα αποτελέσματα XPS και FTIR, υποδεικνύοντας ότι περισσότερες ομάδες OH στην επιφάνεια HWO την καθιστούν σχετικά πιο υδρόφιλη.
Οι αντιδράσεις VO2+/VO2+ των νανοσύνθετων HWO και HWO-C76 δοκιμάστηκαν και αναμενόταν ότι το HWO θα καταστείλει την έκλυση χλωρίου στην αντίδραση VO2+/VO2+ σε μικτό οξύ και το C76 θα καταλύσει περαιτέρω την επιθυμητή αντίδραση οξειδοαναγωγής VO2+/VO2+.%, 30% και 50% C76 σε εναιωρήματα HWO και CCC που εναποτίθενται σε ηλεκτρόδια με συνολική φόρτιση περίπου 2 mg/cm2.
Όπως φαίνεται στο σχ.6, η κινητική της αντίδρασης VO2+/VO2+ στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου εξετάστηκε με CV σε έναν μικτό όξινο ηλεκτρολύτη.Τα ρεύματα εμφανίζονται ως I/Ipa για εύκολη σύγκριση των ΔEp και Ipa/Ipc για διαφορετικούς καταλύτες απευθείας στο γράφημα.Τα τρέχοντα δεδομένα μονάδας περιοχής φαίνονται στο Σχήμα 2S.Στο σχ.Το Σχήμα 6α δείχνει ότι το HWO αυξάνει ελαφρώς τον ρυθμό μεταφοράς ηλεκτρονίων της αντίδρασης οξειδοαναγωγής VO2+/VO2+ στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου και καταστέλλει την αντίδραση της παρασιτικής έκλυσης χλωρίου.Ωστόσο, το C76 αυξάνει σημαντικά τον ρυθμό μεταφοράς ηλεκτρονίων και καταλύει την αντίδραση έκλυσης χλωρίου.Επομένως, ένα σωστά διαμορφωμένο σύνθετο HWO και C76 αναμένεται να έχει την καλύτερη δράση και τη μεγαλύτερη ικανότητα να αναστέλλει την αντίδραση έκλυσης χλωρίου.Διαπιστώθηκε ότι μετά την αύξηση της περιεκτικότητας σε C76, η ηλεκτροχημική δραστηριότητα των ηλεκτροδίων βελτιώθηκε, όπως αποδεικνύεται από τη μείωση της ΔEp και την αύξηση της αναλογίας Ipa/Ipc (Πίνακας S3).Αυτό επιβεβαιώθηκε επίσης από τις τιμές RCT που εξήχθησαν από το διάγραμμα Nyquist στο Σχ. 6δ (Πίνακας S3), οι οποίες βρέθηκαν να μειώνονται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε C76.Αυτά τα αποτελέσματα είναι επίσης συνεπή με τη μελέτη του Li, στην οποία η προσθήκη μεσοπορώδους άνθρακα στο μεσοπορώδες WO3 έδειξε βελτιωμένη κινητική μεταφοράς φορτίου σε VO2+/VO2+35.Αυτό υποδηλώνει ότι η άμεση αντίδραση μπορεί να εξαρτάται περισσότερο από την αγωγιμότητα του ηλεκτροδίου (δεσμός C=C) 18, 24, 35, 36, 37. Αυτό μπορεί επίσης να οφείλεται σε αλλαγή στη γεωμετρία συντονισμού μεταξύ [VO(H2O)5]2+ και [VO2(H2O)4]+, το C76 μειώνει την ενέργεια της αντίδρασης με την υπέρταση του ιστού.Ωστόσο, αυτό μπορεί να μην είναι δυνατό με τα ηλεκτρόδια HWO.
(α) Κυκλική βολταμετρική συμπεριφορά (ν = 5 mV/s) της αντίδρασης VO2+/VO2+ των σύνθετων υλικών UCC και HWO-C76 με διαφορετικές αναλογίες HWO:C76 σε 0,1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M ηλεκτρολύτη HCl.(β) Randles-Sevchik και (γ) μέθοδος Nicholson VO2+/VO2+ για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της διάχυσης και τη λήψη τιμών k0(d).
Όχι μόνο το HWO-50% C76 παρουσίαζε σχεδόν την ίδια ηλεκτροκαταλυτική δραστηριότητα με το C76 για την αντίδραση VO2+/VO2+, αλλά, πιο ενδιαφέρον, κατέστειλε επιπλέον την εξέλιξη του χλωρίου σε σύγκριση με το C76, όπως φαίνεται στο Σχ. 6α, και επίσης εμφανίζει το Μικρότερο Ημικύκλιο στο Σχ.6d (κάτω RCT).Το C76 έδειξε υψηλότερη φαινομενική Ipa/Ipc από το HWO-50% C76 (Πίνακας S3), όχι λόγω της βελτιωμένης αναστρεψιμότητας της αντίδρασης, αλλά λόγω της αιχμής αλληλεπικάλυψης της αντίδρασης μείωσης χλωρίου με το SHE στα 1,2 V. Η καλύτερη απόδοση του HWO- Το 50% C76 αποδίδεται στο αρνητικά αγώγιμο C76 και το υψηλής αγωγιμότητας COH και το υψηλά αρνητικά φορτίο COH λειτουργικότητα tic στο HWO.Λιγότερες εκπομπές χλωρίου θα βελτιώσουν την απόδοση φόρτισης της πλήρους κυψέλης, ενώ η βελτιωμένη κινητική θα βελτιώσει την απόδοση της τάσης πλήρους κυψέλης.
Σύμφωνα με την εξίσωση S1, για μια σχεδόν αναστρέψιμη (σχετικά αργή μεταφορά ηλεκτρονίων) αντίδραση που ελέγχεται με διάχυση, το ρεύμα αιχμής (IP) εξαρτάται από τον αριθμό των ηλεκτρονίων (n), την περιοχή του ηλεκτροδίου (A), τον συντελεστή διάχυσης (D), τον αριθμό των συντελεστών μεταφοράς ηλεκτρονίων (α) και την ταχύτητα σάρωσης (ν).Προκειμένου να μελετηθεί η ελεγχόμενη από τη διάχυση συμπεριφορά των ελεγχόμενων υλικών, σχεδιάστηκε η σχέση μεταξύ IP και ν1/2 και παρουσιάστηκε στο Σχ. 6β.Δεδομένου ότι όλα τα υλικά παρουσιάζουν γραμμική σχέση, η αντίδραση ελέγχεται με διάχυση.Εφόσον η αντίδραση VO2+/VO2+ είναι σχεδόν αναστρέψιμη, η κλίση της γραμμής εξαρτάται από τον συντελεστή διάχυσης και την τιμή του α (εξίσωση S1).Δεδομένου ότι ο συντελεστής διάχυσης είναι σταθερός (≈ 4 × 10–6 cm2/s)52, η διαφορά στην κλίση της γραμμής υποδεικνύει απευθείας διαφορετικές τιμές του α και ως εκ τούτου τον ρυθμό μεταφοράς ηλεκτρονίων στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου, ο οποίος εμφανίζεται για C76 και HWO -50% C76 Η μεγαλύτερη ταχύτητα μεταφοράς ηλεκτρονίων (υψηλότερη).
Οι κλίσεις Warburg (W) που υπολογίζονται για τις χαμηλές συχνότητες που φαίνονται στον Πίνακα S3 (Εικ. 6δ) έχουν τιμές κοντά στο 1 για όλα τα υλικά, υποδεικνύοντας τέλεια διάχυση οξειδοαναγωγικών ειδών και επιβεβαιώνοντας τη γραμμική συμπεριφορά του IP σε σύγκριση με το ν1/2. Το CV μετράται.Για το HWO-50% C76, η κλίση Warburg αποκλίνει από 1 έως 1,32, υποδεικνύοντας όχι μόνο ημι-άπειρη διάχυση του αντιδραστηρίου (VO2+), αλλά και πιθανή συμβολή της συμπεριφοράς λεπτής στρώσης στη συμπεριφορά διάχυσης λόγω του πορώδους του ηλεκτροδίου.
Για να αναλυθεί περαιτέρω η αναστρεψιμότητα (ρυθμός μεταφοράς ηλεκτρονίων) της αντίδρασης οξειδοαναγωγής VO2+/VO2+, χρησιμοποιήθηκε επίσης η μέθοδος οιονεί αναστρέψιμης αντίδρασης Nicholson για τον προσδιορισμό της τυπικής σταθεράς ταχύτητας k041,42.Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση S2 για να κατασκευαστεί η αδιάστατη κινητική παράμετρος Ψ, η οποία είναι συνάρτηση του ΔEp, ως συνάρτηση του ν-1/2.Ο Πίνακας S4 δείχνει τις τιμές Ψ που λαμβάνονται για κάθε υλικό ηλεκτροδίου.Τα αποτελέσματα (Εικ. 6c) σχεδιάστηκαν για να ληφθούν k0 × 104 cm/s από την κλίση κάθε διαγράμματος χρησιμοποιώντας την Εξίσωση S3 (γραμμένη δίπλα σε κάθε σειρά και παρουσιάζεται στον Πίνακα S4).Το HWO-50% C76 βρέθηκε να έχει τη μεγαλύτερη κλίση (Εικ. 6c), επομένως η μέγιστη τιμή του k0 είναι 2,47 × 10–4 cm/s.Αυτό σημαίνει ότι αυτό το ηλεκτρόδιο επιτυγχάνει την ταχύτερη κινητική, η οποία είναι σύμφωνη με τα αποτελέσματα CV και EIS στα Σχ. 6α και δ και στον Πίνακα S3.Επιπλέον, η τιμή του k0 ελήφθη επίσης από την γραφική παράσταση Nyquist (Εικ. 6d) της Εξίσωσης S4 χρησιμοποιώντας την τιμή RCT (Πίνακας S3).Αυτά τα αποτελέσματα k0 από το EIS συνοψίζονται στον Πίνακα S4 και δείχνουν επίσης ότι το HWO-50% C76 παρουσιάζει τον υψηλότερο ρυθμό μεταφοράς ηλεκτρονίων λόγω της συνεργιστικής επίδρασης.Παρόλο που οι τιμές k0 διαφέρουν λόγω της διαφορετικής προέλευσης κάθε μεθόδου, εξακολουθούν να δείχνουν την ίδια τάξη μεγέθους και να δείχνουν συνέπεια.
Για να κατανοήσουμε πλήρως την εξαιρετική κινητική που επιτυγχάνεται, είναι σημαντικό να συγκρίνουμε τα βέλτιστα υλικά ηλεκτροδίων με τα μη επικαλυμμένα ηλεκτρόδια UCC και TCC.Για την αντίδραση VO2+/VO2+, το HWO-C76 όχι μόνο έδειξε το χαμηλότερο ΔEp και καλύτερη αναστρεψιμότητα, αλλά επίσης κατέστειλε σημαντικά την αντίδραση έκλυσης παρασιτικού χλωρίου σε σύγκριση με το TCC, όπως μετρήθηκε με το ρεύμα στα 1,45 V σε σχέση με το SHE (Εικ. 7α).Όσον αφορά τη σταθερότητα, υποθέσαμε ότι το HWO-50% C76 ήταν φυσικά σταθερό επειδή ο καταλύτης αναμίχθηκε με ένα συνδετικό PVDF και στη συνέχεια εφαρμόστηκε στα ηλεκτρόδια από ύφασμα άνθρακα.Το HWO-50% C76 έδειξε μετατόπιση κορυφής 44 mV (ρυθμός αποικοδόμησης 0,29 mV/κύκλος) μετά από 150 κύκλους σε σύγκριση με 50 mV για UCC (Εικόνα 7β).Αυτό μπορεί να μην είναι μεγάλη διαφορά, αλλά η κινητική των ηλεκτροδίων UCC είναι πολύ αργή και υποβαθμίζεται με την ανακύκλωση, ειδικά για αντίστροφες αντιδράσεις.Αν και η αναστρεψιμότητα του TCC είναι πολύ καλύτερη από αυτή του UCC, το TCC βρέθηκε να έχει μεγάλη μετατόπιση 73 mV μετά από 150 κύκλους, η οποία μπορεί να οφείλεται στη μεγάλη ποσότητα χλωρίου που σχηματίζεται στην επιφάνειά του.έτσι ώστε ο καταλύτης να προσκολλάται καλά στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου.Όπως μπορεί να φανεί από όλα τα ηλεκτρόδια που δοκιμάστηκαν, ακόμη και ηλεκτρόδια χωρίς υποστηριζόμενους καταλύτες εμφάνισαν διάφορους βαθμούς αστάθειας του κύκλου, υποδηλώνοντας ότι η αλλαγή στον διαχωρισμό κορυφής κατά τη διάρκεια της ανακύκλωσης οφείλεται στην απενεργοποίηση του υλικού που προκαλείται από χημικές αλλαγές και όχι στον διαχωρισμό του καταλύτη.Επιπλέον, εάν μια μεγάλη ποσότητα σωματιδίων καταλύτη επρόκειτο να διαχωριστεί από την επιφάνεια του ηλεκτροδίου, αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα σημαντική αύξηση του διαχωρισμού κορυφής (όχι μόνο 44 mV), καθώς το υπόστρωμα (UCC) είναι σχετικά ανενεργό για την αντίδραση οξειδοαναγωγής VO2+/VO2+.
Σύγκριση του CV του καλύτερου υλικού ηλεκτροδίων σε σύγκριση με το UCC (α) και της σταθερότητας της αντίδρασης οξειδοαναγωγής VO2+/VO2+ (β).ν = 5 mV/s για όλα τα CV σε ηλεκτρολύτη 0,1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl ηλεκτρολύτη.
Για να αυξηθεί η οικονομική ελκυστικότητα της τεχνολογίας VRFB, η επέκταση και η κατανόηση της κινητικής των αντιδράσεων οξειδοαναγωγής του βαναδίου είναι απαραίτητη για την επίτευξη υψηλής ενεργειακής απόδοσης.Παρασκευάστηκαν σύνθετα υλικά HWO-C76 και μελετήθηκε η ηλεκτροκαταλυτική τους επίδραση στην αντίδραση VO2+/VO2+.Το HWO έδειξε μικρή κινητική ενίσχυση σε μεικτούς όξινους ηλεκτρολύτες αλλά κατέστειλε σημαντικά την εξέλιξη του χλωρίου.Διάφορες αναλογίες HWO:C76 χρησιμοποιήθηκαν για την περαιτέρω βελτιστοποίηση της κινητικής των ηλεκτροδίων που βασίζονται σε HWO.Η αύξηση του C76 σε HWO βελτιώνει την κινητική μεταφοράς ηλεκτρονίων της αντίδρασης VO2+/VO2+ στο τροποποιημένο ηλεκτρόδιο, εκ των οποίων το HWO-50% C76 είναι το καλύτερο υλικό επειδή μειώνει την αντίσταση μεταφοράς φορτίου και καταστέλλει περαιτέρω το χλώριο σε σύγκριση με την εναπόθεση C76 και TCC..Αυτό οφείλεται στο συνεργιστικό αποτέλεσμα μεταξύ του υβριδισμού C=C sp2, των λειτουργικών ομάδων OH και W-OH.Ο ρυθμός αποικοδόμησης μετά από επαναλαμβανόμενο κύκλο του HWO-50% C76 βρέθηκε να είναι 0,29 mV/κύκλο, ενώ ο ρυθμός αποικοδόμησης του UCC και του TCC είναι 0,33 mV/κύκλο και 0,49 mV/κύκλο, αντίστοιχα, καθιστώντας το πολύ σταθερό.σε μικτούς όξινους ηλεκτρολύτες.Τα παρουσιαζόμενα αποτελέσματα εντοπίζουν επιτυχώς υλικά ηλεκτροδίων υψηλής απόδοσης για την αντίδραση VO2+/VO2+ με γρήγορη κινητική και υψηλή σταθερότητα.Αυτό θα αυξήσει την τάση εξόδου, αυξάνοντας έτσι την ενεργειακή απόδοση του VRFB, μειώνοντας έτσι το κόστος της μελλοντικής εμπορευματοποίησής του.
Τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται ή/και αναλύονται στην τρέχουσα μελέτη είναι διαθέσιμα από τους αντίστοιχους συγγραφείς κατόπιν εύλογου αιτήματος.
Luderer G. et al.Εκτίμηση αιολικής και ηλιακής ενέργειας σε παγκόσμια σενάρια ενέργειας χαμηλών εκπομπών άνθρακα: Εισαγωγή.εξοικονόμησης ενέργειας.64, 542–551.https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (2017).
Lee, HJ, Park, S. & Kim, H. Ανάλυση της επίδρασης της κατακρήμνισης MnO2 στην απόδοση μιας μπαταρίας ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου/μαγγανίου. Lee, HJ, Park, S. & Kim, H. Ανάλυση της επίδρασης της κατακρήμνισης MnO2 στην απόδοση μιας μπαταρίας ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου/μαγγανίου.Lee, HJ, Park, S. and Kim, H. Ανάλυση της επίδρασης της εναπόθεσης MnO2 στην απόδοση μιας μπαταρίας ροής οξειδοαναγωγής μαγγανίου βαναδίου. Lee, HJ, Park, S. & Kim, H. MnO2 沉淀对钒/锰氧化还原液流电池性能影响的分析。 Lee, HJ, Park, S. & Kim, Η. MnO2Lee, HJ, Park, S. and Kim, H. Ανάλυση της επίδρασης της εναπόθεσης MnO2 στην απόδοση των μπαταριών ροής οξειδοαναγωγής μαγγανίου βαναδίου.J. Ηλεκτροχημεία.Σοσιαλιστικό Κόμμα.165(5), Α952-Α956.https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (2018).
Shah, AA, Tangirala, R., Singh, R., Wills, RGA & Walsh, FC Ένα δυναμικό μοντέλο κυψέλης μονάδας για τη μπαταρία ροής πλήρως βαναδίου. Shah, AA, Tangirala, R., Singh, R., Wills, RGA & Walsh, FC Ένα δυναμικό μοντέλο κυψέλης μονάδας για τη μπαταρία ροής πλήρως βαναδίου.Shah AA, Tangirala R, Singh R, Wills RG.και Walsh FK Ένα δυναμικό μοντέλο του στοιχειώδους στοιχείου μιας μπαταρίας ροής πλήρως βαναδίου. Shah, AA, Tangirala, R., Singh, R., Wills, RGA & Walsh, FC 全钒液流电池的动态单元电池模型。 Shah, AA, Tangirala, R., Singh, R., Wills, RGA & Walsh, FC.Shah AA, Tangirala R, Singh R, Wills RG.και Walsh FK Μοντέλο δυναμικής κυψέλης μπαταρίας ροής οξειδοαναγωγής πλήρως βαναδίου.J. Ηλεκτροχημεία.Σοσιαλιστικό Κόμμα.158(6), Α671.https://doi.org/10.1149/1.3561426 (2011).
Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM In situ μέτρηση δυναμικού κατανομής και επικυρωμένο μοντέλο για μπαταρία ροής οξειδοαναγωγής πλήρως βαναδίου. Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM In situ μέτρηση δυναμικού κατανομής και επικυρωμένο μοντέλο για μπαταρία ροής οξειδοαναγωγής πλήρως βαναδίου.Gandomi, Yu.A., Aaron, DS, Zavodzinski, TA and Mench, MM In-situ μέτρηση κατανομής δυναμικού και επικυρωμένο μοντέλο για δυναμικό οξειδοαναγωγής μπαταριών ροής πλήρως βαναδίου. Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM 全钒氧化还原液流电池的原位电位分布测量和验证 Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM.Μοντέλο μέτρησης και επικύρωσης της κατανομής δυναμικού 全 οξειδάσης βαναδίου οξειδοαναγωγής液流液的原位.Gandomi, Yu.A., Aaron, DS, Zavodzinski, TA and Mench, MM Μοντέλο μέτρησης και επαλήθευση της επιτόπιας κατανομής δυναμικού για μπαταρίες οξειδοαναγωγής με ροή βαναδίου.J. Ηλεκτροχημεία.Σοσιαλιστικό Κόμμα.163(1), A5188-A5201.https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (2016).
Tsushima, S. & Suzuki, T. Μοντελοποίηση και προσομοίωση μπαταρίας ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου με αλληλοψηφιακό πεδίο ροής για βελτιστοποίηση της αρχιτεκτονικής ηλεκτροδίων. Tsushima, S. & Suzuki, T. Μοντελοποίηση και προσομοίωση μπαταρίας ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου με αλληλοψηφιακό πεδίο ροής για βελτιστοποίηση της αρχιτεκτονικής ηλεκτροδίων.Tsushima, S. and Suzuki, T. Μοντελοποίηση και προσομοίωση μιας μπαταρίας οξειδοαναγωγικής ροής βαναδίου με αντιπολωμένη ροή για βελτιστοποίηση της αρχιτεκτονικής ηλεκτροδίων. Tsushima, S. & Suzuki, T. 具有叉指流场的钒氧化还原液流电池的建模和仿真，用于优期，用于优化 Tsushima, S. & Suzuki, T. 叉指流场的叉指流场的Μπαταρία υγρής ροής μείωσης οξειδίου του βαναδίου的Μοντελοποίηση και προσομοίωση για βελτιστοποίηση της δομής ηλεκτροδίων.Tsushima, S. and Suzuki, T. Μοντελοποίηση και προσομοίωση μπαταριών ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου με πεδία ροής αντίθετης ακίδας για βελτιστοποίηση της δομής των ηλεκτροδίων.J. Ηλεκτροχημεία.Σοσιαλιστικό Κόμμα.167(2), 020553. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (2020).
Sun, B. & Skyllas-Kazacos, M. Τροποποίηση υλικών ηλεκτροδίων γραφίτη για εφαρμογή μπαταρίας ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου—Ι. Sun, B. & Skyllas-Kazacos, M. Τροποποίηση υλικών ηλεκτροδίων γραφίτη για εφαρμογή μπαταρίας ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου—Ι.Sun, B. and Scyllas-Kazakos, M. Τροποποίηση υλικών ηλεκτροδίων γραφίτη για μπαταρίες οξειδοαναγωγής βαναδίου – Ι. Sun, B. & Skyllas-Kazacos, M. 石墨电极材料在钒氧化还原液流电池应用中的改性——I。 Sun, B. & Skyllas-Kazacos, M. Τροποποίηση υλικών ηλεκτροδίων 石墨 σε εφαρμογή υγρής μπαταρίας μείωσης οξείδωσης βαναδίου——Ι.Sun, B. and Scyllas-Kazakos, M. Τροποποίηση υλικών ηλεκτροδίων γραφίτη για χρήση σε μπαταρίες οξειδοαναγωγής βαναδίου – Ι.θερμική επεξεργασία Ηλεκτροχημ.Acta 37(7), 1253-1260.https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (1992).
Liu, T., Li, X., Zhang, H. & Chen, J. Πρόοδος στα υλικά ηλεκτροδίων προς τις μπαταρίες ροής βαναδίου (VFBs) με βελτιωμένη πυκνότητα ισχύος. Liu, T., Li, X., Zhang, H. & Chen, J. Πρόοδος στα υλικά ηλεκτροδίων προς τις μπαταρίες ροής βαναδίου (VFBs) με βελτιωμένη πυκνότητα ισχύος.Liu, T., Li, X., Zhang, H. and Chen, J. Πρόοδος στα υλικά ηλεκτροδίων σε μπαταρίες ροής βαναδίου (VFB) με βελτιωμένη πυκνότητα ισχύος. Liu, T., Li, X., Zhang, H. & Chen, J. 提高功率密度的钒液流电池(VFB) 电极材料的进展。 Liu, T., Li, X., Zhang, H. & Chen, J.Liu, T., Li, S., Zhang, H. and Chen, J. Προόδους στα υλικά ηλεκτροδίων για μπαταρίες ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου (VFB) με αυξημένη πυκνότητα ισχύος.J. Energy Chemistry.27(5), 1292-1303.https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (2018).
Liu, QH et αϊ.Κυψέλη ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου υψηλής απόδοσης με βελτιστοποιημένη διαμόρφωση ηλεκτροδίων και επιλογή μεμβράνης.J. Ηλεκτροχημεία.Σοσιαλιστικό Κόμμα.159(8), A1246-A1252.https://doi.org/10.1149/2.051208jes (2012).
Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. Σύνθετο ηλεκτρόδιο για την εφαρμογή μπαταρίας ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου με νανοσωλήνες άνθρακα που υποστηρίζονται από τσόχα άνθρακα. Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. Σύνθετο ηλεκτρόδιο για την εφαρμογή μπαταρίας ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου με νανοσωλήνες άνθρακα που υποστηρίζονται από τσόχα άνθρακα.Wei, G., Jia, Q., Liu, J. and Yang, K. Σύνθετοι καταλύτες ηλεκτροδίων βασισμένοι σε νανοσωλήνες άνθρακα με υπόστρωμα από τσόχα άνθρακα για χρήση σε μπαταρία οξειδοαναγωγής βαναδίου. Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. 用于钒氧化还原液流电池应用的碳毡负载碳纉米管催化还原液流电池应用的碳毡负载碳纳米管催化 Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. Σύνθετο ηλεκτρόδιο καταλύτη νανοσωλήνων άνθρακα με τσόχα άνθρακα για εφαρμογή μπαταρίας ροής υγρού μείωσης οξείδωσης βαναδίου.Wei, G., Jia, Q., Liu, J. and Yang, K. Σύνθετο ηλεκτρόδιο καταλύτη νανοσωλήνων άνθρακα με υπόστρωμα από τσόχα άνθρακα για εφαρμογή σε μπαταρίες οξειδοαναγωγής βαναδίου.J. Power.220, 185–192.https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (2012).
Moon, S., Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. Επίδραση επικαλυμμένου θειικού βισμούθιου σε οξινισμένο CNT στην απόδοση της μπαταρίας ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου. Moon, S., Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. Επίδραση επικαλυμμένου θειικού βισμούθιου σε οξινισμένο CNT στην απόδοση της μπαταρίας ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου.Moon, S., Kwon, BW, Chang, Y. and Kwon, Y. Επίδραση του θειικού βισμούθιου που εναποτίθεται σε οξειδωμένα CNTs στα χαρακτηριστικά μιας μπαταρίας οξειδοαναγωγής βαναδίου ροής. Moon, S., Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. 涂在酸化CNT 上的硫酸铋对钒氧化还原液流电池性能瓚在酸化 Moon, S., Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. Επίδραση θειικού βισμούθιου στην οξείδωση CNT στην απόδοση της μπαταρίας ροής υγρού μείωσης της οξείδωσης βαναδίου.Moon, S., Kwon, BW, Chang, Y. and Kwon, Y. Επίδραση του θειικού βισμούθιου που εναποτίθεται σε οξειδωμένα CNTs στα χαρακτηριστικά των μπαταριών οξειδοαναγωγής βαναδίου ροής.J. Ηλεκτροχημεία.Σοσιαλιστικό Κόμμα.166(12), A2602.https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (2019).
Huang R.-H.Ενεργά ηλεκτρόδια τροποποιημένων με νανοσωλήνες άνθρακα πολυστρωματικού Pt/Πολλαπλών στιβάδων για μπαταρίες ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου.J. Ηλεκτροχημεία.Σοσιαλιστικό Κόμμα.159(10), A1579.https://doi.org/10.1149/2.003210jes (2012).
Kahn, S. et αϊ.Οι μπαταρίες ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου χρησιμοποιούν ηλεκτροκαταλύτες διακοσμημένους με νανοσωλήνες άνθρακα με πρόσμιξη αζώτου που προέρχονται από οργανομεταλλικά ικριώματα.J. Ηλεκτροχημεία.Σοσιαλιστικό Κόμμα.165(7), Α1388.https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (2018).
Khan, Ρ. et αϊ.Τα νανοφύλλα οξειδίου του γραφενίου χρησιμεύουν ως εξαιρετικά ηλεκτροχημικά ενεργά υλικά για ζεύγη οξειδοαναγωγής VO2+/ και V2+/V3+ σε μπαταρίες ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου.Carbon 49(2), 693–700.https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (2011).
Gonzalez Z. et al.Εξαιρετική ηλεκτροχημική απόδοση τσόχας γραφίτη τροποποιημένου με γραφένιο για εφαρμογές μπαταριών οξειδοαναγωγής βαναδίου.J. Power.338, 155-162.https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.10.069 (2017).
González, Z., Vizireanu, S., Dinescu, G., Blanco, C. & Santamaría, R. Λεπτές μεμβράνες νανοτοιχωμάτων άνθρακα ως υλικά ηλεκτροδίων νανοδομής σε μπαταρίες οξειδοαναγωγικής ροής βαναδίου. González, Z., Vizireanu, S., Dinescu, G., Blanco, C. & Santamaría, R. Λεπτές μεμβράνες νανοτοιχωμάτων άνθρακα ως υλικά ηλεκτροδίων νανοδομής σε μπαταρίες οξειδοαναγωγικής ροής βαναδίου.González Z., Vizirianu S., Dinescu G., Blanco C. και Santamaria R. Λεπτές μεμβράνες από νανοτοιχώματα άνθρακα ως υλικά ηλεκτροδίων με νανοδομή σε μπαταρίες οξειδοαναγωγικής ροής βαναδίου.González Z., Vizirianu S., Dinescu G., Blanco S. και Santamaria R. Μεμβράνες νανοτοιχώματος άνθρακα ως υλικά ηλεκτροδίων νανοδομής σε μπαταρίες ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου.Nano Energy 1(6), 833–839.https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (2012).
Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H. Τρισδιάστατη μεσοπορώδης τσόχα άνθρακα τροποποιημένης με γραφένιο για μπαταρίες ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου υψηλής απόδοσης. Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H. Τρισδιάστατη μεσοπορώδης τσόχα άνθρακα τροποποιημένης με γραφένιο για μπαταρίες ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου υψηλής απόδοσης.Opar DO, Nankya R., Lee J. και Yung H. Τρισδιάστατη τσόχα μεσοπορώδους άνθρακα τροποποιημένης με γραφένιο για μπαταρίες ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου υψηλής απόδοσης. Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H. 用于高性能钒氧化还原液流电池的三维介孔石墨烯改怡 Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H.Opar DO, Nankya R., Lee J. και Yung H. Τρισδιάστατη τσόχα μεσοπορώδους άνθρακα τροποποιημένης με γραφένιο για μπαταρίες ροής οξειδοαναγωγής βαναδίου υψηλής απόδοσης.Ηλεκτροχημ.Πράξη 330, 135276. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (2020).