Nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद.तुम्ही वापरत असलेल्या ब्राउझर आवृत्तीमध्ये मर्यादित CSS सपोर्ट आहे.सर्वोत्तम अनुभवासाठी, आम्ही शिफारस करतो की तुम्ही अद्ययावत ब्राउझर वापरा (किंवा इंटरनेट एक्सप्लोररमध्ये सुसंगतता मोड अक्षम करा).दरम्यान, सतत समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही साइटला शैली आणि JavaScript शिवाय रेंडर करू.
एकाच वेळी तीन स्लाइड दाखवणारे कॅरोसेल.एका वेळी तीन स्लाइड्समधून जाण्यासाठी मागील आणि पुढील बटणे वापरा किंवा एका वेळी तीन स्लाइड्समधून जाण्यासाठी शेवटी स्लाइडर बटणे वापरा.
ऑल-व्हॅनेडियम फ्लो-थ्रू रेडॉक्स बॅटरी (VRFBs) ची तुलनेने जास्त किंमत त्यांच्या व्यापक वापरावर मर्यादा घालते.VRFB ची विशिष्ट शक्ती आणि उर्जा कार्यक्षमता वाढविण्यासाठी इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियांच्या गतीशास्त्रात सुधारणा करणे आवश्यक आहे, ज्यामुळे VRFB च्या kWh ची किंमत कमी होते.या कामात, हायड्रोथर्मली संश्लेषित हायड्रेटेड टंगस्टन ऑक्साईड (HWO) नॅनो पार्टिकल्स, C76 आणि C76/HWO, कार्बन क्लॉथ इलेक्ट्रोडवर जमा केले गेले आणि VO2+/VO2+ रेडॉक्स प्रतिक्रियासाठी इलेक्ट्रोकॅटलिस्ट म्हणून तपासले गेले.फील्ड एमिशन स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (FESEM), एनर्जी डिस्पर्सिव्ह एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDX), हाय-रिझोल्यूशन ट्रान्समिशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (HR-TEM), एक्स-रे डिफ्रॅक्शन (XRD), एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS), इन्फ्रारेड फूरियर ट्रान्सफॉर्म स्पेक्ट्रोस्कोपी आणि संपर्क मापन (एफटीआयआर)असे आढळून आले आहे की HWO मध्ये C76 फुलरेन्सचा समावेश केल्याने विद्युत चालकता वाढवून आणि त्याच्या पृष्ठभागावर ऑक्सिडाइज्ड फंक्शनल गट प्रदान करून इलेक्ट्रोड गतीशास्त्र सुधारू शकते, ज्यामुळे VO2+/VO2+ रेडॉक्स अभिक्रियाला चालना मिळते.HWO/C76 संमिश्र (50 wt% C76) ΔEp 176 mV सह VO2+/VO2+ प्रतिक्रियेसाठी सर्वोत्तम पर्याय असल्याचे सिद्ध झाले, तर उपचार न केलेले कार्बन कापड (UCC) 365 mV होते.याव्यतिरिक्त, HWO/C76 संमिश्राने W-OH कार्यात्मक गटामुळे परजीवी क्लोरीन उत्क्रांती प्रतिक्रियेवर महत्त्वपूर्ण प्रतिबंधात्मक प्रभाव दर्शविला.
तीव्र मानवी क्रियाकलाप आणि जलद औद्योगिक क्रांतीमुळे विजेची मागणी वाढली आहे, जी दरवर्षी 3% ने वाढत आहे.अनेक दशकांपासून, ऊर्जेचा स्त्रोत म्हणून जीवाश्म इंधनाच्या व्यापक वापरामुळे हरितगृह वायूंचे उत्सर्जन होत आहे जे ग्लोबल वॉर्मिंग, पाणी आणि वायू प्रदूषणात योगदान देते, ज्यामुळे संपूर्ण परिसंस्थेला धोका निर्माण होतो.परिणामी, 20501 पर्यंत स्वच्छ आणि नूतनीकरणयोग्य पवन आणि सौर ऊर्जेचा प्रवेश एकूण विजेच्या 75% पर्यंत पोहोचणे अपेक्षित आहे. तथापि, जेव्हा अक्षय स्त्रोतांकडून विजेचा वाटा एकूण वीज निर्मितीच्या 20% पेक्षा जास्त होतो, तेव्हा ग्रीड अस्थिर होते.
हायब्रीड व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी 2 सारख्या सर्व ऊर्जा संचयन प्रणालींमध्ये, ऑल-व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी (VRFB) त्याच्या अनेक फायद्यांमुळे सर्वात वेगाने विकसित झाली आहे आणि दीर्घकालीन ऊर्जा साठवणुकीसाठी (सुमारे 30 वर्षे) सर्वोत्तम उपाय मानली जाते.) नवीकरणीय ऊर्जेच्या संयोजनातील पर्याय4.ली-आयन आणि लीड-ऍसिड बॅटरीसाठी $93-140/kWh आणि 279-420 US डॉलर प्रति kWh च्या तुलनेत पॉवर आणि एनर्जी डेन्सिटी, जलद प्रतिसाद, दीर्घ सेवा आयुष्य आणि $65/kWh ची तुलनेने कमी वार्षिक किंमत हे वेगळे केल्यामुळे आहे.बॅटरी अनुक्रमे 4.
तथापि, त्यांचे मोठ्या प्रमाणावर व्यापारीकरण अजूनही त्यांच्या तुलनेने उच्च प्रणाली भांडवली खर्चामुळे मर्यादित आहे, मुख्यतः सेल स्टॅक 4,5 मुळे.अशा प्रकारे, दोन अर्ध-घटक प्रतिक्रियांचे गतीशास्त्र वाढवून स्टॅक कार्यप्रदर्शन सुधारणे स्टॅक आकार कमी करू शकते आणि त्यामुळे खर्च कमी करू शकतो.म्हणून, इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर जलद इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण आवश्यक आहे, जे इलेक्ट्रोडच्या डिझाइन, रचना आणि संरचनेवर अवलंबून असते आणि काळजीपूर्वक ऑप्टिमायझेशन आवश्यक असते.कार्बन इलेक्ट्रोड्सची चांगली रासायनिक आणि इलेक्ट्रोकेमिकल स्थिरता आणि चांगली विद्युत चालकता असूनही, ऑक्सिजन कार्यात्मक गट आणि हायड्रोफिलिसिटी 7,8 च्या अनुपस्थितीमुळे त्यांचे उपचार न केलेले गतिशास्त्र मंद आहे.त्यामुळे, दोन्ही इलेक्ट्रोड्सचे गतीशास्त्र सुधारण्यासाठी, विविध इलेक्ट्रोकॅटलिस्ट्सना कार्बन-आधारित इलेक्ट्रोड, विशेषत: कार्बन नॅनोस्ट्रक्चर्स आणि मेटल ऑक्साईड्ससह एकत्र केले जाते, ज्यामुळे व्हीआरएफबी इलेक्ट्रोडचे गतीशास्त्र वाढते.
C76 वरील आमच्या मागील कार्याव्यतिरिक्त, आम्ही प्रथम VO2+/VO2+ साठी या फुलरीनची उत्कृष्ट इलेक्ट्रोकॅटॅलिटिक क्रियाकलाप नोंदवली, उष्णता-उपचारित आणि उपचार न केलेल्या कार्बन कापडाच्या तुलनेत चार्ज ट्रान्सफर.प्रतिकार 99.5% आणि 97% ने कमी केला आहे.C76 च्या तुलनेत VO2+/VO2+ प्रतिक्रियेसाठी कार्बन सामग्रीची उत्प्रेरक कामगिरी तक्ता S1 मध्ये दर्शविली आहे.दुसरीकडे, CeO225, ZrO226, MoO327, NiO28, SnO229, Cr2O330 आणि WO331, 32, 33, 34, 35, 36, 37 सारख्या अनेक धातूंचे ऑक्साइड त्यांच्या वाढलेल्या ओलेपणामुळे आणि विपुल प्रमाणात कार्यक्षमतेमुळे वापरले गेले आहेत., 38. गट.VO2+/VO2+ प्रतिक्रियेतील या धातूच्या ऑक्साईडची उत्प्रेरक क्रिया तक्ता S2 मध्ये सादर केली आहे.WO3 कमी खर्चात, अम्लीय माध्यमातील उच्च स्थिरता आणि उच्च उत्प्रेरक क्रियाकलाप 31,32,33,34,35,36,37,38 यांमुळे मोठ्या संख्येने कामांमध्ये वापरले गेले आहे.तथापि, WO3 मुळे कॅथोडिक गतीशास्त्रातील सुधारणा नगण्य आहे.WO3 ची चालकता सुधारण्यासाठी, कॅथोडिक क्रियाकलापांवर कमी टंगस्टन ऑक्साईड (W18O49) वापरण्याचा परिणाम तपासला गेला38.हायड्रेटेड टंगस्टन ऑक्साईड (HWO) ची VRFB ऍप्लिकेशन्समध्ये कधीही चाचणी केली गेली नाही, जरी ते निर्जल WOx39,40 च्या तुलनेत जलद केशन प्रसारामुळे सुपरकॅपेसिटर ऍप्लिकेशन्समध्ये वाढीव क्रियाकलाप प्रदर्शित करते.थर्ड जनरेशन व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी बॅटरीची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी आणि इलेक्ट्रोलाइटमधील व्हॅनेडियम आयनची विद्राव्यता आणि स्थिरता सुधारण्यासाठी HCl आणि H2SO4 बनलेले मिश्र आम्ल इलेक्ट्रोलाइट वापरते.तथापि, परजीवी क्लोरीन उत्क्रांती प्रतिक्रिया तिसर्‍या पिढीच्या तोट्यांपैकी एक बनली आहे, म्हणून क्लोरीन मूल्यमापन प्रतिक्रिया रोखण्याचे मार्ग शोधणे अनेक संशोधन गटांचे केंद्रबिंदू बनले आहे.
येथे, परजीवी क्लोरीन उत्क्रांती दडपताना कंपोझिटची विद्युत चालकता आणि इलेक्ट्रोड पृष्ठभागाच्या रेडॉक्स गतीशास्त्र यांच्यातील संतुलन शोधण्यासाठी कार्बन कापड इलेक्ट्रोडवर जमा केलेल्या HWO/C76 संमिश्रांवर VO2+/VO2+ प्रतिक्रिया चाचण्या केल्या गेल्या.प्रतिसाद (CER).हायड्रेटेड टंगस्टन ऑक्साईड (HWO) नॅनो कण एका साध्या हायड्रोथर्मल पद्धतीने संश्लेषित केले गेले.तिसर्‍या पिढीच्या VRFB (G3) चे अनुकरण करण्यासाठी आणि परजीवी क्लोरीन उत्क्रांती प्रतिक्रियेवर HWO चा परिणाम तपासण्यासाठी मिश्र आम्ल इलेक्ट्रोलाइट (H2SO4/HCl) मध्ये प्रयोग केले गेले.
व्हॅनेडियम(IV) सल्फेट हायड्रेट (VOSO4, 99.9%, अल्फा-एसर), सल्फ्यूरिक ऍसिड (H2SO4), हायड्रोक्लोरिक ऍसिड (HCl), डायमिथाइलफॉर्माईड (DMF, सिग्मा-अल्ड्रिच), पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराईड (PVDF, सिग्मा)-एल्डरिच (29%, अल्फा-एझर) या अभ्यासात सिग्मा-अल्ड्रिच) आणि हायड्रोफिलिक कार्बन क्लॉथ ईएलएटी (फ्युएल सेल स्टोअर) वापरण्यात आले.
हायड्रेटेड टंगस्टन ऑक्साईड (HWO) हा हायड्रोथर्मल रिअॅक्शन 43 द्वारे तयार करण्यात आला ज्यामध्ये रंगहीन द्रावण देण्यासाठी 2 ग्रॅम Na2WO4 मीठ 12 मिली H2O मध्ये विरघळले गेले, त्यानंतर फिकट पिवळे निलंबन देण्यासाठी 12 मिली 2 M HCl ड्रॉपवाइज जोडले गेले.स्लरी टेफ्लॉन लेपित स्टेनलेस स्टील ऑटोक्लेव्हमध्ये ठेवली गेली आणि हायड्रोथर्मल प्रतिक्रियासाठी 180 डिग्री सेल्सिअस तापमानात ओव्हनमध्ये 3 तास ठेवली गेली.हे अवशेष गाळणीद्वारे गोळा केले गेले, इथेनॉल आणि पाण्याने 3 वेळा धुवून, 70°C तापमानावर ~3 तासांसाठी ओव्हनमध्ये वाळवले गेले आणि नंतर निळ्या-राखाडी HWO पावडर देण्यासाठी ट्रिट्युरेट केले गेले.
प्राप्त (उपचार न केलेले) कार्बन क्लॉथ इलेक्ट्रोड (CCT) हे जसे वापरले जाते किंवा 450°C तापमानात ट्यूब भट्टीमध्ये 10 तासांसाठी 15ºC/मिनिट गरम दराने उपचारित CCs (TCC) मिळविण्यासाठी वापरले जाते.मागील लेख 24 मध्ये वर्णन केल्याप्रमाणे.UCC आणि TCC जवळजवळ 1.5 सेमी रुंद आणि 7 सेमी लांब इलेक्ट्रोडमध्ये कापले गेले.C76, HWO, HWO-10% C76, HWO-30% C76 आणि HWO-50% C76 चे निलंबन PVDF बाईंडरचे 20 mg .% (~2.22 mg) ~1 ml DMF मध्ये जोडून तयार केले गेले आणि एकसमानता सुधारण्यासाठी 1 तासासाठी sonicated.C76 चे 2 mg, HWO आणि HWO-C76 कंपोझिट अनुक्रमे अंदाजे 1.5 सेमी 2 च्या UCC सक्रिय इलेक्ट्रोड क्षेत्रावर लागू केले गेले.सर्व उत्प्रेरक UCC इलेक्ट्रोड्सवर लोड केले गेले होते आणि TCC फक्त तुलना करण्याच्या हेतूने वापरण्यात आले होते, कारण आमच्या मागील कार्याने दर्शविले होते की उष्णता उपचार आवश्यक नव्हते24.अधिक समान प्रभावासाठी 100 μl निलंबन (लोड 2 मिग्रॅ) ब्रश करून इंप्रेशन सेटलिंग साध्य केले गेले.मग सर्व इलेक्ट्रोड्स एका ओव्हनमध्ये 60 डिग्री सेल्सिअस तापमानात रात्रभर वाळवले जातात.अचूक स्टॉक लोडिंग सुनिश्चित करण्यासाठी इलेक्ट्रोड्स पुढे आणि मागे मोजले जातात.एक विशिष्ट भौमितिक क्षेत्र (~1.5 सेमी 2) असण्यासाठी आणि केशिका प्रभावामुळे व्हॅनेडियम इलेक्ट्रोलाइटचा इलेक्ट्रोडमध्ये वाढ रोखण्यासाठी, सक्रिय सामग्रीवर पॅराफिनचा पातळ थर लावला गेला.
फील्ड एमिशन स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (FESEM, Zeiss SEM Ultra 60, 5 kV) HWO पृष्ठभाग आकारविज्ञान निरीक्षण करण्यासाठी वापरली गेली.Feii8SEM (EDX, Zeiss Inc.) ने सुसज्ज असलेले ऊर्जा पसरवणारे एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर UCC इलेक्ट्रोड्सवर HWO-50%C76 घटकांचे मॅप करण्यासाठी वापरले गेले.200 kV च्या प्रवेगक व्होल्टेजवर कार्यरत उच्च रिझोल्यूशन ट्रान्समिशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप (HR-TEM, JOEL JEM-2100) उच्च रिझोल्यूशन HWO कण आणि विवर्तन रिंग्सची प्रतिमा करण्यासाठी वापरला गेला.क्रिस्टलोग्राफी टूलबॉक्स (CrysTBox) सॉफ्टवेअर HWO रिंग डिफ्रॅक्शन पॅटर्नचे विश्लेषण करण्यासाठी आणि परिणामांची XRD पॅटर्नशी तुलना करण्यासाठी रिंगजीयूआय फंक्शन वापरते.UCC आणि TCC ची रचना आणि ग्राफिटायझेशन एक्स-रे डिफ्रॅक्शन (XRD) द्वारे 5° ते 70° पर्यंत 2.4°/मिनिट स्कॅन दराने Cu Kα (λ = 1.54060 Å) सह पॅनॅलिटिकल एक्स-रे डिफ्रॅक्टोमीटर (मॉडेल 3600) वापरून विश्लेषण केले गेले.XRD ने HWO चे क्रिस्टल स्ट्रक्चर आणि टप्पा दाखवला.PANalytical X'Pert HighScore सॉफ्टवेअरचा वापर डेटाबेस45 मध्ये उपलब्ध असलेल्या टंगस्टन ऑक्साइड नकाशांशी HWO शिखरांशी जुळण्यासाठी केला गेला.HWO परिणामांची तुलना TEM परिणामांशी केली गेली.HWO नमुन्यांची रासायनिक रचना आणि स्थिती एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS, ESCALAB 250Xi, ThermoScientific) द्वारे निर्धारित केली गेली.CASA-XPS सॉफ्टवेअर (v 2.3.15) पीक डिकॉनव्होल्यूशन आणि डेटा विश्लेषणासाठी वापरले गेले.HWO आणि HWO-50%C76 चे पृष्ठभाग कार्यात्मक गट निश्चित करण्यासाठी, फूरियर ट्रान्सफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (FTIR, Perkin Elmer स्पेक्ट्रोमीटर, KBr FTIR वापरून) वापरून मोजमाप केले गेले.परिणामांची तुलना XPS परिणामांशी केली गेली.इलेक्ट्रोडच्या ओलेपणाचे वैशिष्ट्य दर्शवण्यासाठी संपर्क कोन मोजमाप (KRUSS DSA25) देखील वापरले गेले.
सर्व इलेक्ट्रोकेमिकल मापनांसाठी, बायोलॉजिक एसपी 300 वर्कस्टेशन वापरले गेले.चक्रीय व्होल्टॅमेट्री (CV) आणि इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी (EIS) चा वापर VO2+/VO2+ रेडॉक्स प्रतिक्रियेचे इलेक्ट्रोड गतिशास्त्र आणि अभिकर्मक प्रसरण (VOSO4(VO2+)) प्रतिक्रिया दरावरील प्रभावाचा अभ्यास करण्यासाठी केला गेला.दोन्ही पद्धतींनी 1 M H2SO4 + 1 M HCl (अॅसिडचे मिश्रण) मध्ये 0.1 M VOSO4 (V4+) इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रतेसह तीन-इलेक्ट्रोड सेल वापरला.सादर केलेला सर्व इलेक्ट्रोकेमिकल डेटा IR दुरुस्त केला आहे.संतृप्त कॅलोमेल इलेक्ट्रोड (SCE) आणि प्लॅटिनम (Pt) कॉइल अनुक्रमे संदर्भ आणि काउंटर इलेक्ट्रोड म्हणून वापरले गेले.CV साठी, 5, 20, आणि 50 mV/s चे स्कॅन दर (ν) VO2+/VO2+ संभाव्य विंडोवर (0–1) V वि. SCE साठी लागू केले गेले, नंतर SHE ते प्लॉट (VSCE = 0.242 V वि. HSE) साठी समायोजित केले गेले.इलेक्ट्रोड क्रियाकलापांच्या धारणाचा अभ्यास करण्यासाठी, UCC, TCC, UCC-C76, UCC-HWO, आणि UCC-HWO-50% C76 साठी ν 5 mV/s वर पुनरावृत्ती चक्रीय CVs केले गेले.EIS मोजमापांसाठी, VO2+/VO2+ रेडॉक्स प्रतिक्रियेची वारंवारता श्रेणी 0.01-105 Hz होती, आणि ओपन-सर्किट व्होल्टेज (OCV) वर व्होल्टेज गोंधळ 10 mV होते.परिणामांची सुसंगतता सुनिश्चित करण्यासाठी प्रत्येक प्रयोग 2-3 वेळा पुनरावृत्ती करण्यात आला.विषम दर स्थिरांक (k0) निकोल्सन पद्धती 46,47 द्वारे प्राप्त केले गेले.
हायड्रेटेड टंगस्टन ऑक्साइड (HVO) हायड्रोथर्मल पद्धतीने यशस्वीरित्या संश्लेषित केले गेले आहे.अंजीर मध्ये SEM प्रतिमा.1a दर्शविते की जमा केलेल्या HWO मध्ये 25-50 nm च्या श्रेणीतील आकारांसह नॅनोकणांचे क्लस्टर असतात.
HWO चा एक्स-रे डिफ्रॅक्शन पॅटर्न अनुक्रमे ~23.5° आणि ~47.5° वर शिखरे (001) आणि (002) दर्शविते, जे नॉनस्टोइचिओमेट्रिक WO2.63 (W32O84) (PDF 077–0810, a = 21. Å, c = 21.4Å, 7.4Å = 18Å, 21.84) चे वैशिष्ट्य आहेत. β = γ = 90°), जे त्यांच्या स्पष्ट निळ्या रंगाशी संबंधित आहे (Fig. 1b) 48.49.अंदाजे 20.5°, 27.1°, 28.1°, 30.8°, 35.7°, 36.7° आणि 52.7° वरील इतर शिखरे (140), (620), (350), (720), (740), (560°) यांना नियुक्त करण्यात आली होती.) ) आणि (970) विवर्तन विमाने अनुक्रमे WO2.63 ते ऑर्थोगोनल.हीच सिंथेटिक पद्धत सोनगारा वगैरेंनी वापरली होती.43 पांढरे उत्पादन मिळविण्यासाठी, ज्याचे श्रेय WO3(H2O)0.333 च्या उपस्थितीला दिले गेले.तथापि, या कामात, भिन्न परिस्थितींमुळे, एक निळा-राखाडी उत्पादन प्राप्त झाले, जे दर्शविते की WO3(H2O)0.333 (PDF 087-1203, a = 7.3 Å, b = 12.5 Å, c = 7 .7 Å, α = β = γ = thegstunide of 90°) आणि ऑक्साइड फॉर्म कमी करते.X'Pert HighScore सॉफ्टवेअर वापरून अर्ध-परिमाणात्मक विश्लेषणाने 26% WO3(H2O)0.333:74% W32O84 दाखवले.W32O84 मध्ये W6+ आणि W4+ (1.67:1 W6+:W4+) असल्याने, W6+ आणि W4+ ची अंदाजे सामग्री अनुक्रमे 72% W6+ आणि 28% W4+ आहे.SEM प्रतिमा, न्यूक्लियस स्तरावर 1-सेकंद XPS स्पेक्ट्रा, TEM प्रतिमा, FTIR स्पेक्ट्रा आणि C76 कणांचे रमन स्पेक्ट्रा आमच्या मागील लेखात सादर केले होते.कवाडा एट अल., 50,51 नुसार टोल्युइन काढून टाकल्यानंतर C76 च्या एक्स-रे विवर्तनाने FCC ची मोनोक्लिनिक रचना दर्शविली.
अंजीर मध्ये SEM प्रतिमा.2a आणि b दर्शविते की HWO आणि HWO-50%C76 UCC इलेक्ट्रोडच्या कार्बन तंतूंवर आणि दरम्यान यशस्वीरित्या जमा केले गेले.अंजीरमधील SEM प्रतिमांवर टंगस्टन, कार्बन आणि ऑक्सिजनचे EDX घटक नकाशे.2c अंजीर मध्ये दर्शविले आहेत.2d-f हे दर्शविते की टंगस्टन आणि कार्बन संपूर्ण इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर समान रीतीने मिसळले आहेत (समान वितरण दर्शवित आहे) आणि संमिश्र डिपॉझिशन पद्धतीच्या स्वरूपामुळे एकसमानपणे जमा होत नाही.
जमा केलेल्या HWO कण (a) आणि HWO-C76 कण (b) च्या SEM प्रतिमा.इमेज (c) मधील क्षेत्र वापरून UCC वर लोड केलेले HWO-C76 वरील EDX मॅपिंग नमुन्यातील टंगस्टन (d), कार्बन (e), आणि ऑक्सिजन (f) चे वितरण दर्शवते.
HR-TEM चा वापर हाय मॅग्निफिकेशन इमेजिंग आणि क्रिस्टलोग्राफिक माहितीसाठी केला गेला (आकृती 3).HWO नॅनोक्यूब मॉर्फोलॉजी दाखवते जसे अंजीर 3a मध्ये दाखवले आहे आणि अधिक स्पष्टपणे Fig. 3b मध्ये.निवडलेल्या क्षेत्रांच्या विवर्तनासाठी नॅनोक्यूबचे मोठेीकरण करून, आकृती 3c मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, ब्रॅग कायद्याचे पालन करणारे जाळीची रचना आणि विवर्तन विमाने यांची कल्पना करू शकते, जे सामग्रीच्या स्फटिकतेची पुष्टी करते.अंजीर 3c च्या इनसेटमध्ये अनुक्रमे 43,44,49 WO3(H2O)0.333 आणि W32O84 टप्प्यांमध्ये आढळलेल्या (022) आणि (620) विवर्तन समतलांशी संबंधित d 3.3 Å अंतर दर्शविते.हे वर वर्णन केलेल्या XRD विश्लेषणाशी सुसंगत आहे (Fig. 1b) कारण निरीक्षण केलेले ग्रेटिंग प्लेन अंतर d (Fig. 3c) HWO नमुन्यातील सर्वात मजबूत XRD शिखराशी संबंधित आहे.नमुना रिंग देखील अंजीर मध्ये दर्शविले आहेत.3d, जिथे प्रत्येक रिंग वेगळ्या विमानाशी संबंधित आहे.WO3(H2O)0.333 आणि W32O84 विमाने अनुक्रमे पांढर्‍या आणि निळ्या रंगात आहेत आणि त्यांच्याशी संबंधित XRD शिखरे देखील चित्र 1b मध्ये दर्शविली आहेत.रिंग आकृतीमध्ये दर्शविलेले पहिले रिंग (022) किंवा (620) विवर्तन समतलातील क्ष-किरण पॅटर्नमधील पहिल्या चिन्हांकित शिखराशी संबंधित आहे.(०२२) ते (४०२) रिंगांपर्यंत, डी-स्पेसिंग मूल्ये ३.३०, ३.१७, २.३८, १.९३ आणि १.६९ Å आहेत, ३.३०, ३.१७, २, ४५, १.९३ च्या XRD मूल्यांशी सुसंगत आहेत.आणि 1.66 Å, जे अनुक्रमे 44, 45 च्या बरोबरीचे आहे.
(a) HWO ची HR-TEM प्रतिमा, (b) एक मोठी प्रतिमा दर्शवते.ग्रेटिंग प्लेनच्या प्रतिमा (c) मध्ये दर्शविल्या आहेत, इनसेट (c) विमानांची मोठी प्रतिमा आणि (002) आणि (620) विमानांशी संबंधित 0.33 nm ची पिच d दर्शविते.(d) WO3(H2O)0.333 (पांढरा) आणि W32O84 (निळा) शी संबंधित विमाने दर्शवणारा HWO रिंग पॅटर्न.
टंगस्टनची पृष्ठभागाची रसायनशास्त्र आणि ऑक्सिडेशन स्थिती निर्धारित करण्यासाठी XPS विश्लेषण केले गेले (आकडे S1 आणि 4).संश्लेषित HWO चे विस्तृत XPS स्कॅन स्पेक्ट्रम आकृती S1 मध्ये दर्शविले आहे, जे टंगस्टनची उपस्थिती दर्शवते.W 4f आणि O 1s कोर स्तरांचा XPS अरुंद-स्कॅन स्पेक्ट्रा अंजीर मध्ये दर्शविला आहे.4a आणि b, अनुक्रमे.W 4f स्पेक्ट्रम W ऑक्सिडेशन अवस्थेच्या बंधनकारक उर्जेशी संबंधित दोन स्पिन-ऑर्बिट डबल्समध्ये विभाजित होतो.आणि 36.6 आणि 34.9 eV वर W 4f7/2 अनुक्रमे 40 च्या W4+ स्थितीचे वैशिष्ट्य आहे.)0.333.फिट केलेला डेटा दर्शवितो की W6+ आणि W4+ च्या अणु टक्केवारी अनुक्रमे 85% आणि 15% आहेत, जे दोन पद्धतींमधील फरक लक्षात घेऊन XRD डेटावरून अंदाजित मूल्यांच्या जवळ आहेत.दोन्ही पद्धती कमी अचूकतेसह परिमाणात्मक माहिती प्रदान करतात, विशेषतः XRD.तसेच, या दोन पद्धती सामग्रीच्या वेगवेगळ्या भागांचे विश्लेषण करतात कारण XRD ही मोठ्या प्रमाणात पद्धत आहे तर XPS ही पृष्ठभागाची पद्धत आहे जी फक्त काही नॅनोमीटरपर्यंत पोहोचते.O 1s स्पेक्ट्रम 533 (22.2%) आणि 530.4 eV (77.8%) दोन शिखरांमध्ये विभागलेला आहे.पहिला OH शी संबंधित आहे आणि दुसरा WO मधील जाळीतील ऑक्सिजन बंधांशी संबंधित आहे.ओएच फंक्शनल गटांची उपस्थिती एचडब्ल्यूओच्या हायड्रेशन गुणधर्मांशी सुसंगत आहे.
हायड्रेटेड HWO संरचनेत कार्यात्मक गटांची उपस्थिती आणि पाण्याचे रेणू समन्वयित करण्यासाठी या दोन नमुन्यांवर FTIR विश्लेषण देखील केले गेले.परिणाम दर्शविते की HWO-50% C76 नमुना आणि FT-IR HWO परिणाम HWO च्या उपस्थितीमुळे समान दिसतात, परंतु विश्लेषणाच्या तयारीसाठी वापरल्या जाणार्‍या नमुन्याच्या वेगवेगळ्या प्रमाणामुळे शिखरांची तीव्रता भिन्न आहे (Fig. 5a).) HWO-50% C76 दाखवते की टंगस्टन ऑक्साईडचे शिखर वगळता सर्व शिखरे फुलरीनशी संबंधित आहेत 24. अंजीर मध्ये तपशीलवार.5a दर्शविते की दोन्ही नमुने HWO जाळीच्या संरचनेत OWO स्ट्रेचिंग ऑसिलेशन्सचे श्रेय ~710/cm वर एक अतिशय मजबूत ब्रॉड बँड प्रदर्शित करतात, ~840/cm वर मजबूत खांदा WO ला आहे.स्ट्रेचिंग कंपनांसाठी, सुमारे 1610/सेमी एवढा तीक्ष्ण बँड OH च्या वाकलेल्या कंपनांना कारणीभूत आहे, तर सुमारे 3400/सेमी इतका ब्रॉड शोषक बँड हायड्रॉक्सिल ग्रुप 43 मध्ये OH च्या स्ट्रेचिंग कंपनांना कारणीभूत आहे.हे परिणाम अंजीरमधील XPS स्पेक्ट्राशी सुसंगत आहेत.4b, जेथे WO कार्यात्मक गट VO2+/VO2+ प्रतिक्रियेसाठी सक्रिय साइट प्रदान करू शकतात.
HWO आणि HWO-50% C76 (a), सूचित कार्यात्मक गट आणि संपर्क कोन मोजमाप (b, c) चे FTIR विश्लेषण.
OH गट VO2+/VO2+ प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करू शकतो, तसेच इलेक्ट्रोडची हायड्रोफिलिसिटी वाढवतो, ज्यामुळे प्रसार आणि इलेक्ट्रॉन हस्तांतरणाचा दर वाढतो.दर्शविल्याप्रमाणे, HWO-50% C76 नमुना C76 साठी अतिरिक्त शिखर दर्शवितो.~2905, 2375, 1705, 1607, आणि 1445 cm3 ची शिखरे अनुक्रमे CH, O=C=O, C=O, C=C आणि CO स्ट्रेचिंग कंपनांना नियुक्त केली जाऊ शकतात.हे सर्वज्ञात आहे की ऑक्सिजन कार्यात्मक गट C=O आणि CO व्हॅनेडियमच्या रेडॉक्स प्रतिक्रियांसाठी सक्रिय केंद्र म्हणून काम करू शकतात.दोन इलेक्ट्रोडच्या ओलेपणाची चाचणी आणि तुलना करण्यासाठी, आकृती 5b,c मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे संपर्क कोन मोजमाप घेण्यात आले.HWO इलेक्ट्रोडने ताबडतोब पाण्याचे थेंब शोषले, जे उपलब्ध OH कार्यात्मक गटांमुळे सुपरहायड्रोफिलिसिटी दर्शवते.HWO-50% C76 अधिक हायड्रोफोबिक आहे, 10 सेकंदांनंतर सुमारे 135° संपर्क कोन आहे.तथापि, इलेक्ट्रोकेमिकल मापनांमध्ये, HWO-50% C76 इलेक्ट्रोड एका मिनिटापेक्षा कमी वेळेत पूर्णपणे ओले झाले.ओलेपणाचे मोजमाप XPS आणि FTIR परिणामांशी सुसंगत आहेत, हे दर्शविते की HWO पृष्ठभागावरील अधिक OH गट ते तुलनेने अधिक हायड्रोफिलिक बनवतात.
HWO आणि HWO-C76 nanocomposites च्या VO2+/VO2+ प्रतिक्रियांची चाचणी घेण्यात आली आणि अशी अपेक्षा होती की HWO मिश्रित आम्लातील VO2+/VO2+ प्रतिक्रियेतील क्लोरीन उत्क्रांती रोखेल आणि C76 पुढे इच्छित VO2+/VO2+ रेडॉक्स प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करेल.HWO निलंबन आणि CCC मध्ये %, 30%, आणि 50% C76 एकूण सुमारे 2 mg/cm2 लोडिंगसह इलेक्ट्रोडवर जमा केले जातात.
अंजीर मध्ये दाखवल्याप्रमाणे.6, इलेक्ट्रोड पृष्ठभागावरील VO2+/VO2+ प्रतिक्रियेचे गतीशास्त्र मिश्र आम्लीय इलेक्ट्रोलाइटमध्ये CV द्वारे तपासले गेले.थेट आलेखावर वेगवेगळ्या उत्प्रेरकांसाठी ΔEp आणि Ipa/Ipc ची सहज तुलना करण्यासाठी प्रवाह I/Ipa म्हणून दाखवले जातात.वर्तमान क्षेत्र युनिट डेटा आकृती 2S मध्ये दर्शविला आहे.अंजीर वर.आकृती 6a दाखवते की HWO इलेक्ट्रोड पृष्ठभागावरील VO2+/VO2+ रेडॉक्स प्रतिक्रियेचा इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण दर किंचित वाढवते आणि परजीवी क्लोरीन उत्क्रांतीची प्रतिक्रिया दाबते.तथापि, C76 इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण दर लक्षणीयरीत्या वाढवते आणि क्लोरीन उत्क्रांती प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करते.म्हणून, HWO आणि C76 च्या योग्यरित्या तयार केलेल्या संमिश्रामध्ये सर्वोत्तम क्रियाकलाप आणि क्लोरीन उत्क्रांती प्रतिक्रिया रोखण्याची सर्वात मोठी क्षमता असणे अपेक्षित आहे.असे आढळून आले की C76 ची सामग्री वाढवल्यानंतर, इलेक्ट्रोड्सची इलेक्ट्रोकेमिकल क्रिया सुधारली, जसे की ΔEp मध्ये घट आणि Ipa/Ipc प्रमाण (टेबल S3) मध्ये वाढ झाली आहे.Fig. 6d (टेबल S3) मधील Nyquist प्लॉटमधून काढलेल्या RCT मूल्यांनी देखील याची पुष्टी केली आहे, जी वाढत्या C76 सामग्रीसह कमी होत असल्याचे आढळले.हे परिणाम लीच्या अभ्यासाशी सुसंगत आहेत, ज्यामध्ये मेसोपोरस कार्बनचा मेसोपोरस WO3 मध्ये समावेश केल्याने VO2+/VO2+35 वर सुधारित चार्ज ट्रान्सफर गतीशास्त्र दिसून आले.हे सूचित करते की थेट प्रतिक्रिया इलेक्ट्रोड चालकता (C=C बाँड) 18, 24, 35, 36, 37 वर अधिक अवलंबून असू शकते. हे [VO(H2O)5]2+ आणि [VO2(H2O)4]+ मधील समन्वय भूमितीतील बदलामुळे देखील असू शकते, C76 प्रतिक्रिया ओव्हरव्होल्ट रिअॅक्शनद्वारे ऊर्जा कमी करते.तथापि, हे HWO इलेक्ट्रोडसह शक्य होणार नाही.
(a) 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl इलेक्ट्रोलाइटमध्ये भिन्न HWO:C76 गुणोत्तरांसह UCC आणि HWO-C76 संमिश्रांच्या VO2+/VO2+ प्रतिक्रियेचे चक्रीय व्होल्टॅमेट्रिक वर्तन (ν = 5 mV/s).(b) Randles-Sevchik आणि (c) Nicholson VO2+/VO2+ पद्धत प्रसार कार्यक्षमतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी आणि k0(d) मूल्ये प्राप्त करण्यासाठी.
HWO-50% C76 केवळ VO2+/VO2+ प्रतिक्रियेसाठी C76 सारखीच इलेक्ट्रोकॅटॅलिटिक क्रिया दाखवत नाही, परंतु, अधिक मनोरंजकपणे, चित्र 6a मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, C76 च्या तुलनेत क्लोरीन उत्क्रांती देखील दडपून टाकते आणि आकृतीमध्ये लहान अर्धवर्तुळ देखील प्रदर्शित करते.6d (कमी RCT).C76 ने HWO-50% C76 (टेबल S3) पेक्षा जास्त स्पष्ट Ipa/Ipc दर्शविले, सुधारित प्रतिक्रियेच्या उलटक्षमतेमुळे नाही, तर SHE सह 1.2 V वर क्लोरीन कमी करण्याच्या प्रतिक्रियेच्या शिखर ओव्हरलॅपमुळे. HWO ची सर्वोत्तम कामगिरी- 50% C76 हे W-50% C76 उच्च आचरणक्षमता आणि उच्च वाहकता C76 नकारात्मकता आणि डब्ल्यू-एटीटीच्या उच्च संचलनक्षमतेच्या परिणामास कारणीभूत आहे. HWO वर एच उत्प्रेरक कार्यक्षमता.कमी क्लोरीन उत्सर्जन पूर्ण सेलची चार्जिंग कार्यक्षमता सुधारेल, तर सुधारित गतीशास्त्र पूर्ण सेल व्होल्टेजची कार्यक्षमता सुधारेल.
S1 समीकरणानुसार, प्रसाराद्वारे नियंत्रित अर्ध-पलटता येण्याजोग्या (तुलनेने मंद इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण) प्रतिक्रियेसाठी, पीक करंट (IP) इलेक्ट्रॉन (n), इलेक्ट्रोड क्षेत्र (A), प्रसार गुणांक (D), इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण गुणांक (α) आणि स्कॅनिंग गती (ν) च्या संख्येवर अवलंबून असतो.चाचणी केलेल्या सामग्रीच्या प्रसार-नियंत्रित वर्तनाचा अभ्यास करण्यासाठी, IP आणि ν1/2 मधील संबंध प्लॉट केले गेले आणि अंजीर 6b मध्ये सादर केले गेले.सर्व साहित्य एक रेखीय संबंध दर्शवित असल्याने, प्रतिक्रिया प्रसाराद्वारे नियंत्रित केली जाते.VO2+/VO2+ प्रतिक्रिया अर्ध-उलट करता येण्यासारखी असल्याने, रेषेचा उतार हा प्रसार गुणांक आणि α (समीकरण S1) च्या मूल्यावर अवलंबून असतो.प्रसार गुणांक स्थिर असल्यामुळे (≈ 4 × 10–6 cm2/s)52, रेषेच्या उतारातील फरक थेट α ची भिन्न मूल्ये दर्शवतो आणि म्हणूनच इलेक्ट्रोड पृष्ठभागावरील इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण दर, जो C76 आणि HWO -50% C76 सर्वात उंच इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण दर (उच्च) साठी दर्शविला जातो.
टेबल S3 (Fig. 6d) मध्ये दर्शविलेल्या कमी फ्रिक्वेन्सीसाठी गणना केलेल्या वॉरबर्ग स्लोप (W) मध्ये सर्व सामग्रीसाठी 1 च्या जवळपास मूल्ये आहेत, जे रेडॉक्स प्रजातींचे परिपूर्ण प्रसार दर्शविते आणि ν1/ 2 च्या तुलनेत IP च्या रेखीय वर्तनाची पुष्टी करतात. CV मोजले जाते.HWO-50% C76 साठी, वॉरबर्ग उतार 1 ते 1.32 पर्यंत विचलित होतो, जे केवळ अभिकर्मक (VO2+) च्या अर्ध-अनंत प्रसरण दर्शविते, परंतु इलेक्ट्रोड सच्छिद्रतेमुळे प्रसार वर्तनामध्ये पातळ-थर वर्तनाचे संभाव्य योगदान देखील दर्शवते.
VO2+/VO2+ रेडॉक्स प्रतिक्रियेच्या प्रत्यावर्तनीयतेचे (इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण दर) अधिक विश्लेषण करण्यासाठी, मानक दर स्थिरांक k041.42 निश्चित करण्यासाठी निकोल्सन अर्ध-पलटण्यायोग्य प्रतिक्रिया पद्धत देखील वापरली गेली.हे S2 समीकरण वापरून परिमाणविहीन गतिज पॅरामीटर Ψ, जे ΔEp चे कार्य आहे, ν-1/2 चे कार्य म्हणून तयार केले जाते.तक्ता S4 प्रत्येक इलेक्ट्रोड सामग्रीसाठी प्राप्त केलेली Ψ मूल्ये दर्शविते.परिणाम (Fig. 6c) समीकरण S3 वापरून प्रत्येक प्लॉटच्या उतारावरून k0 × 104 cm/s मिळविण्यासाठी प्लॉट केले गेले होते (प्रत्येक पंक्तीच्या पुढे लिहिलेले आणि टेबल S4 मध्ये सादर केले आहे).HWO-50% C76 मध्ये सर्वात जास्त उतार (Fig. 6c) असल्याचे आढळले, अशा प्रकारे k0 चे कमाल मूल्य 2.47 × 10–4 cm/s आहे.याचा अर्थ असा की हे इलेक्ट्रोड सर्वात वेगवान गतीशास्त्र प्राप्त करते, जे चित्र 6a आणि d आणि टेबल S3 मध्ये CV आणि EIS परिणामांशी सुसंगत आहे.याव्यतिरिक्त, RCT मूल्य (टेबल S3) वापरून समीकरण S4 च्या Nyquist प्लॉट (Fig. 6d) वरून k0 चे मूल्य देखील प्राप्त केले गेले.EIS चे हे k0 परिणाम सारणी S4 मध्ये सारांशित केले आहेत आणि हे देखील दर्शविते की HWO-50% C76 हे सिनेर्जिस्टिक प्रभावामुळे सर्वाधिक इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण दर प्रदर्शित करते.जरी प्रत्येक पद्धतीच्या भिन्न उत्पत्तीमुळे k0 मूल्ये भिन्न असली तरीही, ते अद्याप समानतेचा क्रम दर्शवतात आणि सुसंगतता दर्शवतात.
प्राप्त केलेली उत्कृष्ट गतीशास्त्र पूर्णपणे समजून घेण्यासाठी, अनकोटेड यूसीसी आणि टीसीसी इलेक्ट्रोडसह इष्टतम इलेक्ट्रोड सामग्रीची तुलना करणे महत्त्वाचे आहे.VO2+/VO2+ प्रतिक्रियेसाठी, HWO-C76 ने केवळ सर्वात कमी ΔEp आणि चांगली उलटता दाखवली नाही, तर TCC च्या तुलनेत परजीवी क्लोरीन उत्क्रांती प्रतिक्रिया देखील लक्षणीयरीत्या दडपली आहे, जसे की SHE (चित्र 7a) च्या सापेक्ष 1.45 V वर वर्तमान मोजले गेले.स्थिरतेच्या दृष्टीने, आम्ही गृहीत धरले की HWO-50% C76 भौतिकदृष्ट्या स्थिर आहे कारण उत्प्रेरक PVDF बाईंडरमध्ये मिसळला गेला आणि नंतर कार्बन कापड इलेक्ट्रोडवर लागू केला गेला.HWO-50% C76 ने UCC (आकृती 7b) साठी 50 mV च्या तुलनेत 150 चक्रांनंतर 44 mV (अधोगती दर 0.29 mV/सायकल) ची शिखर शिफ्ट दर्शविली.हा मोठा फरक असू शकत नाही, परंतु UCC इलेक्ट्रोड्सचे गतीशास्त्र खूप मंद असते आणि सायकल चालवताना ते खराब होते, विशेषतः उलट प्रतिक्रियांसाठी.TCC ची उलटता UCC पेक्षा खूपच चांगली असली तरी, TCC मध्ये 150 चक्रांनंतर 73 mV चे मोठे शिखर शिफ्ट असल्याचे आढळून आले, जे त्याच्या पृष्ठभागावर मोठ्या प्रमाणात क्लोरीन तयार झाल्यामुळे असू शकते.जेणेकरून उत्प्रेरक इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर चांगले चिकटेल.चाचणी केलेल्या सर्व इलेक्ट्रोड्सवरून पाहिले जाऊ शकते, समर्थित उत्प्रेरक नसलेल्या इलेक्ट्रोडने देखील सायकलिंगच्या अस्थिरतेचे वेगवेगळे प्रमाण दाखवले आहे, असे सूचित करते की सायकलिंग दरम्यान पीक सेपरेशनमधील बदल उत्प्रेरक विभक्त होण्याऐवजी रासायनिक बदलांमुळे झालेल्या सामग्रीच्या निष्क्रियतेमुळे होतो.याव्यतिरिक्त, जर उत्प्रेरक कणांची मोठ्या प्रमाणात इलेक्ट्रोड पृष्ठभागापासून पृथक्करण करायची असेल, तर याचा परिणाम पीक सेपरेशनमध्ये लक्षणीय वाढ होईल (फक्त 44 mV नाही), कारण सब्सट्रेट (UCC) VO2+/VO2+ रेडॉक्स प्रतिक्रियासाठी तुलनेने निष्क्रिय आहे.
UCC (a) च्या तुलनेत सर्वोत्तम इलेक्ट्रोड सामग्रीच्या CV ची तुलना आणि VO2+/VO2+ रेडॉक्स प्रतिक्रिया (b) च्या स्थिरतेची तुलना.0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl इलेक्ट्रोलाइटमधील सर्व CV साठी ν = 5 mV/s.
VRFB तंत्रज्ञानाचे आर्थिक आकर्षण वाढवण्यासाठी, उच्च ऊर्जा कार्यक्षमता प्राप्त करण्यासाठी व्हॅनेडियम रेडॉक्स प्रतिक्रियांचे गतीशास्त्र विस्तारणे आणि समजून घेणे आवश्यक आहे.संमिश्र HWO-C76 तयार केले गेले आणि त्यांचा VO2+/VO2+ प्रतिक्रियेवरील इलेक्ट्रोकॅटॅलिटिक प्रभावाचा अभ्यास करण्यात आला.HWO ने मिश्र अम्लीय इलेक्ट्रोलाइट्समध्ये किंचित गतीशील वाढ दर्शविली परंतु क्लोरीन उत्क्रांती लक्षणीयरीत्या दाबली.HWO: C76 चे विविध गुणोत्तर HWO-आधारित इलेक्ट्रोड्सचे गतीशास्त्र अधिक अनुकूल करण्यासाठी वापरले गेले.HWO मध्ये C76 वाढवल्याने सुधारित इलेक्ट्रोडवरील VO2+/VO2+ प्रतिक्रियेचे इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण गतिशास्त्र सुधारते, ज्यापैकी HWO-50% C76 ही सर्वोत्तम सामग्री आहे कारण ती चार्ज हस्तांतरण प्रतिरोधकता कमी करते आणि C76 आणि TCC ठेवीच्या तुलनेत क्लोरीन दाबते..हे C=C sp2 संकरीकरण, OH आणि W-OH फंक्शनल गटांमधील समन्वयात्मक प्रभावामुळे आहे.HWO-50% C76 च्या वारंवार सायकल चालवल्यानंतर ऱ्हास दर 0.29 mV/सायकल असल्याचे आढळून आले, तर UCC आणि TCC चा ऱ्हास दर अनुक्रमे 0.33 mV/सायकल आणि 0.49 mV/चक्र आहे, ज्यामुळे ते अतिशय स्थिर होते.मिश्र आम्ल इलेक्ट्रोलाइट्स मध्ये.सादर केलेले परिणाम वेगवान गतीशास्त्र आणि उच्च स्थिरतेसह VO2+/VO2+ प्रतिक्रियेसाठी उच्च कार्यक्षमता इलेक्ट्रोड सामग्री यशस्वीरित्या ओळखतात.यामुळे आउटपुट व्होल्टेज वाढेल, ज्यामुळे VRFB ची उर्जा कार्यक्षमता वाढेल, त्यामुळे भविष्यातील व्यापारीकरणाची किंमत कमी होईल.
सध्याच्या अभ्यासात वापरलेले आणि/किंवा विश्लेषण केलेले डेटासेट संबंधित लेखकांकडून वाजवी विनंतीवर उपलब्ध आहेत.
लुडरर जी. आणि इतर.ग्लोबल लो-कार्बन एनर्जी परिदृश्यांमध्ये पवन आणि सौर उर्जेचा अंदाज लावणे: एक परिचय.उर्जेची बचत करणे.६४, ५४२–५५१.https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (2017).
ली, एचजे, पार्क, एस. आणि किम, एच. व्हॅनेडियम/मॅंगनीज रेडॉक्स फ्लो बॅटरीच्या कामगिरीवर MnO2 पर्जन्याच्या प्रभावाचे विश्लेषण. ली, एचजे, पार्क, एस. आणि किम, एच. व्हॅनेडियम/मॅंगनीज रेडॉक्स फ्लो बॅटरीच्या कामगिरीवर MnO2 पर्जन्याच्या प्रभावाचे विश्लेषण.ली, एचजे, पार्क, एस. आणि किम, एच. व्हॅनेडियम मॅंगनीज रेडॉक्स फ्लो बॅटरीच्या कार्यक्षमतेवर MnO2 जमा होण्याच्या परिणामाचे विश्लेषण. 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. ली, HJ, पार्क, S. आणि किम, H. MnO2ली, एचजे, पार्क, एस. आणि किम, एच. व्हॅनेडियम मॅंगनीज रेडॉक्स फ्लो बॅटरीच्या कार्यक्षमतेवर MnO2 जमा होण्याच्या परिणामाचे विश्लेषण.जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री.समाजवादी पक्ष.165(5), A952-A956.https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (2018).
शाह, एए, टांगिराला, आर., सिंग, आर., विल्स, आरजीए आणि वॉल्श, FC ऑल-व्हॅनेडियम फ्लो बॅटरीसाठी डायनॅमिक युनिट सेल मॉडेल. शाह, एए, टांगिराला, आर., सिंग, आर., विल्स, आरजीए आणि वॉल्श, FC ऑल-व्हॅनेडियम फ्लो बॅटरीसाठी डायनॅमिक युनिट सेल मॉडेल.शाह एए, टांगिराला आर, सिंग आर, विल्स आरजी.आणि वॉल्श एफके ऑल-व्हॅनेडियम फ्लो बॅटरीच्या प्राथमिक सेलचे डायनॅमिक मॉडेल. शाह, एए, टांगिराला, आर., सिंग, आर., विल्स, आरजीए आणि वॉल्श, एफसी 全钒液流电池的动态单元电池模型. शाह, एए, टांगिराला, आर., सिंग, आर., विल्स, आरजीए आणि वॉल्श, एफसी.शाह एए, टांगिराला आर, सिंग आर, विल्स आरजी.आणि वॉल्श एफके मॉडेल ऑल-व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीचा डायनॅमिक सेल.जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री.समाजवादी पक्ष.158(6), A671.https://doi.org/10.1149/1.3561426 (2011).
Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM इन सिटू संभाव्य वितरण मापन आणि ऑल-व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीसाठी प्रमाणित मॉडेल. Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM इन सिटू संभाव्य वितरण मापन आणि ऑल-व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीसाठी प्रमाणित मॉडेल.गंडोमी, यू.A., Aaron, DS, Zavodzinski, TA आणि Mench, MM इन-सिटू संभाव्य वितरण मापन आणि ऑल-व्हॅनेडियम फ्लो बॅटरी रेडॉक्स संभाव्यतेसाठी प्रमाणित मॉडेल. 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勁桨。 Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA आणि Mench, MM.全vanadium oxidase redox液流液的原位संभाव्य वितरणाचे मापन आणि प्रमाणीकरण मॉडेल.गंडोमी, यू.A., Aaron, DS, Zavodzinski, TA आणि Mench, MM मॉडेल मापन आणि ऑल-व्हॅनेडियम फ्लो रेडॉक्स बॅटरीसाठी इन-सीटू संभाव्य वितरणाचे सत्यापन.जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री.समाजवादी पक्ष.163(1), A5188-A5201.https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (2016).
सुशिमा, एस. आणि सुझुकी, टी. इलेक्ट्रोड आर्किटेक्चर ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी इंटरडिजिटेटेड फ्लो फील्डसह व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीचे मॉडेलिंग आणि सिम्युलेशन. सुशिमा, एस. आणि सुझुकी, टी. इलेक्ट्रोड आर्किटेक्चर ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी इंटरडिजिटेटेड फ्लो फील्डसह व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीचे मॉडेलिंग आणि सिम्युलेशन.त्सुशिमा, एस. आणि सुझुकी, टी. इलेक्ट्रोड आर्किटेक्चरच्या ऑप्टिमायझेशनसाठी काउंटर-पोलराइज्ड फ्लोसह फ्लो-थ्रू व्हॅनेडियम रेडॉक्स बॅटरीचे मॉडेलिंग आणि सिम्युलेशन. 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，用于优化电极。 Tsushima, S. & Suzuki, T. 叉指流场的叉指流场的叉指流场的叉指流场的वॅनेडियम ऑक्साईड रिडक्शन लिक्विड स्ट्रीम बॅटरी मॉडेलिंग आणि इलेक्ट्रोड स्ट्रक्चर ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी सिम्युलेशन.त्सुशिमा, एस. आणि सुझुकी, टी. इलेक्ट्रोड स्ट्रक्चरच्या ऑप्टिमायझेशनसाठी काउंटर-पिन फ्लो फील्डसह व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीचे मॉडेलिंग आणि सिम्युलेशन.जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री.समाजवादी पक्ष.167(2), 020553. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (2020).
सन, बी. आणि स्कायलास-कझाकोस, एम. व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी ऍप्लिकेशनसाठी ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड सामग्रीचे बदल—I. सन, बी. आणि स्कायलास-कझाकोस, एम. व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी ऍप्लिकेशनसाठी ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड सामग्रीचे बदल—I.सन, बी. आणि सायलास-काझाकोस, एम. व्हॅनेडियम रेडॉक्स बॅटरीसाठी ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड सामग्रीचे बदल – I. सन, बी. आणि स्कायलास-कझाकोस, एम. 石墨电极材料在钒氧化还原液流电池应用中的改性—I. सन, बी. आणि स्कायलास-कझाकोस, एम. व्हॅनेडियम ऑक्सिडेशन रिडक्शन लिक्विड बॅटरी ऍप्लिकेशनमध्ये 石墨 इलेक्ट्रोड सामग्रीचे बदल——I.सन, बी. आणि स्किलास-काझाकोस, एम. व्हॅनेडियम रेडॉक्स बॅटरीमध्ये वापरण्यासाठी ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड सामग्रीचे बदल – I.उष्णता उपचार इलेक्ट्रोकेम.Acta 37(7), 1253-1260.https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (1992).
लियू, टी., ली, एक्स., झांग, एच. आणि चेन, जे. सुधारित पॉवर डेन्सिटीसह व्हॅनेडियम फ्लो बॅटरीज (VFBs) च्या दिशेने इलेक्ट्रोड सामग्रीवर प्रगती. लियू, टी., ली, एक्स., झांग, एच. आणि चेन, जे. सुधारित पॉवर डेन्सिटीसह व्हॅनेडियम फ्लो बॅटरीज (VFBs) च्या दिशेने इलेक्ट्रोड सामग्रीवर प्रगती.लियू, टी., ली, एक्स., झांग, एच. आणि चेन, जे. सुधारित उर्जा घनतेसह व्हॅनेडियम फ्लो बॅटरीज (VFB) मध्ये इलेक्ट्रोड सामग्रीमध्ये प्रगती. लिऊ, टी., ली, एक्स., झांग, एच. आणि चेन, जे. 提高功率密度的钒液流电池(VFB) 电极材料的进展. लिऊ, टी., ली, एक्स., झांग, एच. आणि चेन, जे.लियू, टी., ली, एस., झांग, एच. आणि चेन, जे. वाढीव पॉवर डेन्सिटीसह व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीज (VFB) साठी इलेक्ट्रोड सामग्रीमध्ये प्रगती.जे. एनर्जी केमिस्ट्री.27(5), 1292-1303.https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (2018).
लिऊ, QH आणि इतर.ऑप्टिमाइझ इलेक्ट्रोड कॉन्फिगरेशन आणि झिल्ली निवडीसह उच्च कार्यक्षमता व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो सेल.जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री.समाजवादी पक्ष.159(8), A1246-A1252.https://doi.org/10.1149/2.051208jes (2012).
Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. कार्बनला व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी ऍप्लिकेशनसाठी समर्थित कार्बन नॅनोट्यूब उत्प्रेरक संमिश्र इलेक्ट्रोड वाटले. Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. कार्बनला व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी ऍप्लिकेशनसाठी समर्थित कार्बन नॅनोट्यूब उत्प्रेरक संमिश्र इलेक्ट्रोड वाटले.वेई, जी., जिया, क्यू., लियू, जे. आणि यांग, के. व्हॅनेडियम रेडॉक्स बॅटरीमध्ये वापरण्यासाठी कार्बन फील सब्सट्रेटसह कार्बन नॅनोट्यूबवर आधारित संमिश्र इलेक्ट्रोड उत्प्रेरक. वेई, जी., जिया, सी., लियू, जे. आणि यान, सी. 用于钒氧化还原液流电池应用的碳毡负载碳纳米管催化化。 Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. कार्बन फील-लोडेड कार्बन नॅनोट्यूब उत्प्रेरक संमिश्र इलेक्ट्रोड व्हॅनेडियम ऑक्सिडेशन घट द्रव प्रवाह बॅटरी अनुप्रयोगासाठी.वेई, जी., जिया, क्यू., लिऊ, जे. आणि यांग, के. व्हॅनेडियम रेडॉक्स बॅटरीमध्ये वापरण्यासाठी कार्बन नॅनोट्यूब उत्प्रेरक असलेले कार्बन फेल्ट सब्सट्रेटचे संमिश्र इलेक्ट्रोड.जे. पॉवर.220, 185-192.https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (2012).
मून, एस., क्वॉन, बीडब्ल्यू, चुंग, वाय. आणि क्वॉन, वाई. व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीच्या कार्यक्षमतेवर अॅसिडिफाइड सीएनटीवर लेपित बिस्मथ सल्फेटचा प्रभाव. मून, एस., क्वॉन, बीडब्ल्यू, चुंग, वाय. आणि क्वॉन, वाई. व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीच्या कार्यक्षमतेवर अॅसिडिफाइड सीएनटीवर लेपित बिस्मथ सल्फेटचा प्रभाव.मून, एस., क्वॉन, बीडब्ल्यू, चांग, ​​वाई. आणि क्वॉन, वाई. फ्लो-थ्रू व्हॅनेडियम रेडॉक्स बॅटरीच्या वैशिष्ट्यांवर ऑक्सिडाइज्ड सीएनटीवर जमा केलेल्या बिस्मथ सल्फेटचा प्रभाव. मून, एस., क्वॉन, बीडब्ल्यू, चुंग, वाई. आणि क्वॉन, वाई. 涂在酸化CNT 上的硫酸铋对钒氧化还原液流电池性能的影响. मून, एस., क्वॉन, बीडब्ल्यू, चुंग, वाय. आणि क्वॉन, वाई. व्हॅनेडियम ऑक्सिडेशन कमी द्रव प्रवाह बॅटरी कामगिरीवर CNT ऑक्सिडेशनवर बिस्मथ सल्फेटचा प्रभाव.मून, एस., क्वॉन, बीडब्ल्यू, चांग, ​​वाई. आणि क्वॉन, वाई. फ्लो-थ्रू व्हॅनेडियम रेडॉक्स बॅटरीच्या वैशिष्ट्यांवर ऑक्सिडाइज्ड सीएनटीवर जमा केलेल्या बिस्मथ सल्फेटचा प्रभाव.जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री.समाजवादी पक्ष.166(12), A2602.https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (2019).
हुआंग आर.-एच.व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीसाठी Pt/Multilayer कार्बन नॅनोट्यूब सुधारित सक्रिय इलेक्ट्रोड्स.जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री.समाजवादी पक्ष.१५९(१०), ए१५७९.https://doi.org/10.1149/2.003210jes (2012).
कान, एस. वगैरे.व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरी ऑर्गेनोमेटॅलिक स्कॅफोल्ड्समधून मिळवलेल्या नायट्रोजन-डोपड कार्बन नॅनोट्यूबसह सुशोभित इलेक्ट्रोकॅटलिस्ट वापरतात.जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री.समाजवादी पक्ष.165(7), A1388.https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (2018).
खान, पी. आणि इतर.व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीमध्ये VO2+/ आणि V2+/V3+ रेडॉक्स जोडप्यांसाठी ग्राफीन ऑक्साईड नॅनोशीट्स उत्कृष्ट इलेक्ट्रोकेमिकली सक्रिय साहित्य म्हणून काम करतात.कार्बन ४९(२), ६९३–७००.https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (2011).
गोन्झालेझ झेड आणि इतर.व्हॅनेडियम रेडॉक्स बॅटरी ऍप्लिकेशन्ससाठी ग्राफीन-सुधारित ग्रेफाइटची उत्कृष्ट इलेक्ट्रोकेमिकल कामगिरी जाणवली.जे. पॉवर.३३८, १५५-१६२.https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.10.069 (2017).
González, Z., Vizireanu, S., Dinescu, G., Blanco, C. आणि Santamaría, R. कार्बन नॅनोवॉल्स पातळ फिल्म्स व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीमध्ये नॅनोस्ट्रक्चर्ड इलेक्ट्रोड मटेरियल म्हणून. González, Z., Vizireanu, S., Dinescu, G., Blanco, C. आणि Santamaría, R. कार्बन नॅनोवॉल्स पातळ फिल्म्स व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीमध्ये नॅनोस्ट्रक्चर्ड इलेक्ट्रोड मटेरियल म्हणून.गोन्झालेझ झेड., विझिरियानू एस., डिनेस्कु जी., ब्लँको सी. आणि सॅन्टामारिया आर. व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीमध्ये नॅनोस्ट्रक्चर्ड इलेक्ट्रोड सामग्री म्हणून कार्बन नॅनोवॉल्सच्या पातळ फिल्म्स.व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीजमध्ये नॅनोस्ट्रक्चर्ड इलेक्ट्रोड मटेरियल म्हणून गोन्झालेझ झेड., विझिरियानू एस., डिनेस्कू जी., ब्लँको एस. आणि सॅन्टामारिया आर. कार्बन नॅनोवॉल फिल्म्स.नॅनो एनर्जी 1(6), 833–839.https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (2012).
Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H. उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीसाठी त्रिमितीय मेसोपोरस ग्राफीन-सुधारित कार्बन जाणवला. Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H. उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीसाठी त्रिमितीय मेसोपोरस ग्राफीन-सुधारित कार्बन जाणवला.Opar DO, Nankya R., Lee J. आणि Yung H. उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीसाठी त्रिमितीय ग्राफीन-सुधारित मेसोपोरस कार्बन जाणवले. 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性。 ओपर, डीओ, नानक्या, आर., ली, जे. आणि जंग, एच.Opar DO, Nankya R., Lee J. आणि Yung H. उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या व्हॅनेडियम रेडॉक्स फ्लो बॅटरीसाठी त्रिमितीय ग्राफीन-सुधारित मेसोपोरस कार्बन जाणवले.इलेक्ट्रोकेम.कायदा ३३०, १३५२७६. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (2020).