Nature.com تي اچڻ لاءِ مهرباني. توهان جي استعمال ڪيل برائوزر ورزن ۾ محدود CSS سپورٽ آهي. بهترين تجربي لاءِ، اسان سفارش ڪريون ٿا ته توهان هڪ اپڊيٽ ٿيل برائوزر استعمال ڪريو (يا انٽرنيٽ ايڪسپلورر ۾ مطابقت واري موڊ کي غير فعال ڪريو). انهي دوران، مسلسل سپورٽ کي يقيني بڻائڻ لاءِ، اسان سائيٽ کي اسٽائل ۽ جاوا اسڪرپٽ کان سواءِ رينڊر ڪنداسين.
هڪ ڪاروسيل جيڪو هڪ ئي وقت ٽي سلائيڊون ڏيکاري ٿو. هڪ ئي وقت ٽن سلائيڊن مان گذرڻ لاءِ پوئين ۽ اڳيون بٽڻ استعمال ڪريو، يا هڪ ئي وقت ٽن سلائيڊن مان گذرڻ لاءِ آخر ۾ سلائيڊر بٽڻ استعمال ڪريو.
آل-وينڊيم فلو-ٿرو ريڊوڪس بيٽرين (VRFBs) جي نسبتاً وڌيڪ قيمت انهن جي وسيع استعمال کي محدود ڪري ٿي. VRFB جي مخصوص طاقت ۽ توانائي جي ڪارڪردگي کي وڌائڻ لاءِ اليڪٽرو ڪيميڪل رد عمل جي حرڪيات کي بهتر بڻائڻ جي ضرورت آهي، ان ڪري VRFB جي kWh جي قيمت گهٽجي ٿي. هن ڪم ۾، هائيڊروٿرملي طور تي ٺهيل هائيڊريٽڊ ٽنگسٽن آڪسائيڊ (HWO) نانو ذرات، C76 ۽ C76/HWO، ڪاربان ڪپڙي جي اليڪٽروڊ تي جمع ڪيا ويا ۽ VO2+/VO2+ ريڊوڪس رد عمل لاءِ اليڪٽروڪيٽالسٽ طور آزمايا ويا. فيلڊ ايميشن اسڪيننگ اليڪٽران مائڪروسڪوپي (FESEM)، انرجي ڊسپرسيو ايڪس ري اسپيڪٽرو اسڪوپي (EDX)، هاءِ ريزوليوشن ٽرانسميشن اليڪٽران مائڪروسڪوپي (HR-TEM)، ايڪس ري ڊفرڪشن (XRD)، ايڪس ري فوٽو اليڪٽران اسپيڪٽرو اسڪوپي (XPS)، انفراريڊ فوريئر ٽرانسفارم اسپيڪٽرو اسڪوپي (FTIR) ۽ ڪانٽيڪٽ اينگل ماپون. اهو معلوم ٿيو آهي ته HWO ۾ C76 فلرينز جو اضافو اليڪٽرروڊ ڪينيٽڪس کي بهتر بڻائي سگهي ٿو برقي چالکائي وڌائي ۽ ان جي مٿاڇري تي آڪسائيڊ ٿيل فنڪشنل گروپ فراهم ڪري، ان ڪري VO2+/VO2+ ريڊوڪس رد عمل کي فروغ ڏئي ٿو. HWO/C76 ڪمپوزٽ (50 wt% C76) VO2+/VO2+ رد عمل لاءِ بهترين انتخاب ثابت ٿيو ΔEp 176 mV سان، جڏهن ته علاج نه ٿيل ڪاربن ڪپڙو (UCC) 365 mV هو. ان کان علاوه، HWO/C76 ڪمپوزٽ W-OH فنڪشنل گروپ جي ڪري پيراسائيٽڪ ڪلورين ارتقا جي رد عمل تي هڪ اهم روڪڻ وارو اثر ڏيکاريو.
تيز انساني سرگرمين ۽ تيز صنعتي انقلاب جي ڪري بجلي جي طلب ۾ بيحد اضافو ٿيو آهي، جيڪا هر سال تقريباً 3 سيڪڙو وڌي رهي آهي. ڏهاڪن کان، توانائي جي ذريعن جي طور تي فوسل ايندھن جي وڏي پيماني تي استعمال گرين هائوس گيس جي اخراج جو سبب بڻيو آهي جيڪي گلوبل وارمنگ، پاڻي ۽ هوائي آلودگي ۾ حصو وٺن ٿا، سڄي ماحولياتي نظام کي خطرو بڻائين ٿا. نتيجي طور، صاف ۽ قابل تجديد هوا ۽ شمسي توانائي جي دخول 20501 تائين ڪل بجلي جي 75 سيڪڙو تائين پهچڻ جي اميد آهي. جڏهن ته، جڏهن قابل تجديد ذريعن مان بجلي جو حصو ڪل بجلي جي پيداوار جي 20 سيڪڙو کان وڌيڪ ٿي ويندو آهي، ته گرڊ غير مستحڪم ٿي ويندو آهي.
هائبرڊ وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري 2 جهڙن سڀني توانائي اسٽوريج سسٽمن ۾، آل-وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري (VRFB) پنهنجي ڪيترن ئي فائدن جي ڪري تمام تيزي سان ترقي ڪئي آهي ۽ ڊگهي مدت جي توانائي اسٽوريج (تقريبن 30 سال) لاءِ بهترين حل سمجهيو ويندو آهي. ) قابل تجديد توانائي سان ميلاپ ۾ آپشن 4. اهو بجلي ۽ توانائي جي کثافت جي الڳ ٿيڻ، تيز جواب، ڊگهي سروس لائف، ۽ لي-آئن ۽ ليڊ ايسڊ بيٽرين لاءِ $93-140/kWh ۽ 279-420 آمريڪي ڊالر في ڪلوواٽ ڪلاڪ جي مقابلي ۾ $65/kWh جي نسبتاً گهٽ سالياني قيمت جي ڪري آهي. بيٽري ترتيب وار 4.
جڏهن ته، انهن جي وڏي پيماني تي ڪمرشلائيزيشن اڃا تائين انهن جي نسبتا وڌيڪ سسٽم سرمائي جي قيمتن جي ڪري محدود آهي، خاص طور تي سيل اسٽيڪ 4,5 جي ڪري. تنهن ڪري، ٻن اڌ عنصر جي رد عملن جي حرڪيات کي وڌائي اسٽيڪ جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائڻ سان اسٽيڪ سائيز گهٽجي سگهي ٿي ۽ ان ڪري قيمت گهٽجي سگهي ٿي. تنهن ڪري، اليڪٽرروڊ جي مٿاڇري تي تيز اليڪٽران جي منتقلي ضروري آهي، جيڪو اليڪٽرروڊ جي ڊيزائن، ساخت ۽ ساخت تي منحصر آهي ۽ احتياط سان اصلاح جي ضرورت آهي6. ڪاربن اليڪٽرروڊ جي سٺي ڪيميائي ۽ اليڪٽرڪ ڪيميڪل استحڪام ۽ سٺي برقي چالکائي جي باوجود، انهن جا علاج نه ٿيل حرڪيات آڪسيجن فنڪشنل گروپن ۽ هائيڊروفيلسٽي 7,8 جي غير موجودگي جي ڪري سست آهن. تنهن ڪري، مختلف اليڪٽرڪ ڪيٽالسٽ ڪاربن تي ٻڌل اليڪٽرروڊ، خاص طور تي ڪاربن نانو اسٽريچر ۽ ڌاتو آڪسائيڊ سان گڏ ڪيا ويندا آهن، ٻنهي اليڪٽرروڊ جي حرڪيات کي بهتر بڻائڻ لاءِ، ان ڪري VRFB اليڪٽرروڊ جي حرڪيات کي وڌايو ويندو آهي.
C76 تي اسان جي پوئين ڪم کان علاوه، اسان پهريون ڀيرو VO2+/VO2+، چارج ٽرانسفر لاءِ هن فلرين جي بهترين اليڪٽروڪيٽيليٽڪ سرگرمي جي رپورٽ ڪئي، گرمي سان علاج ٿيل ۽ علاج نه ٿيل ڪاربن ڪپڙي جي مقابلي ۾. مزاحمت 99.5٪ ۽ 97٪ گهٽجي وئي آهي. C76 جي مقابلي ۾ VO2+/VO2+ رد عمل لاءِ ڪاربان مواد جي ڪيٽيليٽڪ ڪارڪردگي ٽيبل S1 ۾ ڏيکاريل آهي. ٻئي طرف، ڪيترائي ڌاتو آڪسائيڊ جهڙوڪ CeO225، ZrO226، MoO327، NiO28، SnO229، Cr2O330 ۽ WO331، 32، 33، 34، 35، 36، 37 استعمال ڪيا ويا آهن ڇاڪاڻ ته انهن جي وڌندڙ ويٽيبلٽي ۽ وافر مقدار ۾ آڪسيجن ڪارڪردگي. ، 38. گروپ. VO2+/VO2+ رد عمل ۾ انهن ڌاتو آڪسائيڊ جي ڪيٽيليٽڪ سرگرمي ٽيبل S2 ۾ پيش ڪئي وئي آهي. WO3 کي گھٽ قيمت، تيزابي ميڊيا ۾ اعليٰ استحڪام، ۽ اعليٰ ڪيٽيليٽڪ سرگرمي 31,32,33,34,35,36,37,38 جي ڪري ڪيترن ئي ڪمن ۾ استعمال ڪيو ويو آهي. بهرحال، WO3 جي ڪري ڪيٿوڊڪ ڪينيٽڪس ۾ بهتري غير معمولي آهي. WO3 جي چالکائي کي بهتر بڻائڻ لاءِ، ڪيٿوڊڪ سرگرمي تي گھٽ ٿيل ٽنگسٽن آڪسائيڊ (W18O49) استعمال ڪرڻ جو اثر آزمايو ويو 38. هائيڊريٽڊ ٽنگسٽن آڪسائيڊ (HWO) کي VRFB ايپليڪيشنن ۾ ڪڏهن به آزمايو نه ويو آهي، جيتوڻيڪ اهو اينهائيڊروس WOx39,40 جي مقابلي ۾ تيز ڪيشن ڊفيوژن جي ڪري سپر ڪيپيسيٽر ايپليڪيشنن ۾ وڌندڙ سرگرمي ڏيکاري ٿو. ٽئين نسل جي وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري بيٽري جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائڻ ۽ اليڪٽرولائٽ ۾ وينڊيم آئنز جي حل پذيري ۽ استحڪام کي بهتر بڻائڻ لاءِ HCl ۽ H2SO4 تي مشتمل هڪ مخلوط ايسڊ اليڪٽرولائٽ استعمال ڪري ٿي. بهرحال، پيراسائيٽڪ ڪلورين ارتقائي رد عمل ٽئين نسل جي نقصانن مان هڪ بڻجي چڪو آهي، تنهن ڪري ڪلورين تشخيصي رد عمل کي روڪڻ جي طريقن جي ڳولا ڪيترن ئي تحقيقي گروپن جو مرڪز بڻجي وئي آهي.
هتي، ڪاربن ڪپڙي جي اليڪٽروڊ تي جمع ٿيل HWO/C76 ڪمپوزٽس تي VO2+/VO2+ رد عمل جا امتحان ڪيا ويا ته جيئن ڪمپوزٽس جي برقي چالکائي ۽ اليڪٽروڊ جي مٿاڇري جي ريڊوڪس ڪينيٽڪس جي وچ ۾ توازن ڳولي سگهجي جڏهن ته پيراسائيٽڪ ڪلورين ارتقا کي دٻايو ويندو آهي. جواب (CER). هائيڊريٽڊ ٽنگسٽن آڪسائيڊ (HWO) نانو ذرات هڪ سادي هائيڊروٿرمل طريقي سان ٺهيل هئا. عملي طور تي ٽئين نسل جي VRFB (G3) کي نقل ڪرڻ ۽ پيراسائيٽڪ ڪلورين ارتقا جي رد عمل تي HWO جي اثر جي جاچ ڪرڻ لاءِ هڪ مخلوط تيزابي اليڪٽرولائٽ (H2SO4/HCl) ۾ تجربا ڪيا ويا.
هن مطالعي ۾ وينڊيم (IV) سلفيٽ هائيڊريٽ (VOSO4، 99.9٪، الفا-ايسر)، سلفورڪ ايسڊ (H2SO4)، هائيڊروڪلورڪ ايسڊ (HCl)، ڊائميٿائلفارمامائيڊ (DMF، سگما-الڊرچ)، پوليوينائلائيڊين فلورائيڊ (PVDF، سگما)-الڊرچ)، سوڊيم ٽنگسٽن آڪسائيڊ ڊائي هائيڊريٽ (Na2WO4، 99٪، سگما-الڊرچ) ۽ هائيڊروفيلڪ ڪاربن ڪپڙو ELAT (فيول سيل اسٽور) استعمال ڪيا ويا.
هائيڊريٽڊ ٽنگسٽن آڪسائيڊ (HWO) هائيڊروٿرمل ري ايڪشن 43 ذريعي تيار ڪيو ويو جنهن ۾ 2 گرام Na2WO4 لوڻ کي 12 ملي ليٽر H2O ۾ حل ڪيو ويو ته جيئن هڪ بي رنگ محلول ملي سگهي، پوءِ 12 ملي ليٽر 2 M HCl کي ڊراپ وائيز شامل ڪيو ويو ته جيئن هڪ هلڪو پيلو سسپنشن ملي سگهي. سلري کي ٽيفلون ڪوٽيڊ اسٽينلیس اسٽيل آٽو ڪليو ۾ رکيو ويو ۽ هائيڊروٿرمل ري ايڪشن لاءِ 180 ° C تي تندور ۾ 3 ڪلاڪن لاءِ رکيو ويو. باقيات کي فلٽريشن ذريعي گڏ ڪيو ويو، ايٿانول ۽ پاڻي سان 3 ڀيرا ڌويو ويو، 70 ° C تي تندور ۾ ~ 3 ڪلاڪن لاءِ خشڪ ڪيو ويو، ۽ پوءِ نيرو-گرين HWO پائوڊر ڏيڻ لاءِ ٽرائيچر ڪيو ويو.
حاصل ڪيل (غير علاج ٿيل) ڪاربن ڪپڙي جي اليڪٽروڊ (سي سي ٽي) کي ٽيوب فرنس ۾ 450 ° C تي هوا ۾ 15 ºC/منٽ جي گرمي جي شرح سان 10 ڪلاڪن لاءِ استعمال ڪيو ويو ته جيئن علاج ٿيل سي سي (ٽي سي سي) حاصل ڪري سگهجي. جيئن پوئين مضمون ۾ بيان ڪيو ويو آهي 24. يو سي سي ۽ ٽي سي سي کي تقريبن 1.5 سينٽي ميٽر ويڪر ۽ 7 سينٽي ميٽر ڊگھي اليڪٽروڊ ۾ ڪٽيو ويو. سي 76، ايڇ ڊبليو او، ايڇ ڊبليو او-10٪ سي 76، ايڇ ڊبليو او-30٪ سي 76 ۽ ايڇ ڊبليو او-50٪ سي 76 جا سسپنشن 20 ملي گرام .% (~2.22 ملي گرام) پي وي ڊي ايف بائنڊر کي ~1 مليل ڊي ايم ايف ۾ شامل ڪري تيار ڪيا ويا ۽ هڪجهڙائي کي بهتر بڻائڻ لاءِ 1 ڪلاڪ لاءِ سونيڪٽ ڪيو ويو. 2 ملي گرام سي 76، ايڇ ڊبليو او ۽ ايڇ ڊبليو او-سي 76 ڪمپوزٽس کي ترتيب وار طور تي تقريبن 1.5 سينٽي ميٽر 2 جي يو سي سي فعال اليڪٽروڊ علائقي تي لاڳو ڪيو ويو. سڀئي ڪيٽالسٽ UCC اليڪٽروڊس تي لوڊ ڪيا ويا ۽ TCC صرف مقابلي جي مقصدن لاءِ استعمال ڪيو ويو، جيئن اسان جي پوئين ڪم ڏيکاريو ته گرمي علاج جي ضرورت نه هئي24. وڌيڪ برابر اثر لاءِ 100 µl سسپنشن (لوڊ 2 mg) کي برش ڪندي امپريشن سيٽلنگ حاصل ڪئي وئي. پوءِ سڀني اليڪٽروڊز کي رات جو 60 ° C تي تندور ۾ سڪايو ويو. صحيح اسٽاڪ لوڊنگ کي يقيني بڻائڻ لاءِ اليڪٽروڊز کي اڳتي ۽ پوئتي ماپيو ويندو آهي. هڪ خاص جاميٽري علائقو (~1.5 cm2) حاصل ڪرڻ ۽ ڪيپيلري اثر جي ڪري اليڪٽروڊ ڏانهن وينڊيم اليڪٽرولائٽ جي اڀار کي روڪڻ لاءِ، فعال مواد تي پيرافين جي هڪ پتلي پرت لاڳو ڪئي وئي.
HWO مٿاڇري جي مورفولوجي کي ڏسڻ لاءِ فيلڊ ايميشن اسڪيننگ اليڪٽران مائڪروسڪوپي (FESEM، Zeiss SEM الٽرا 60، 5 kV) استعمال ڪئي وئي. UCC اليڪٽروڊس تي HWO-50%C76 عنصرن جو نقشو ٺاهڻ لاءِ Feei8SEM (EDX، Zeiss Inc.) سان ليس هڪ توانائي منتشر ايڪس ري اسپيڪٽروميٽر استعمال ڪيو ويو. 200 kV جي تيز رفتار وولٽيج تي ڪم ڪندڙ هڪ هاءِ ريزوليوشن ٽرانسميشن اليڪٽران مائڪروسڪوپ (HR-TEM، JOEL JEM-2100) کي اعليٰ ريزوليوشن HWO ذرڙن ۽ ڊفرڪشن رِنگز جي تصوير ڪڍڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو. ڪرسٽالوگرافي ٽول باڪس (CrysTBox) سافٽ ويئر HWO رنگ ڊفرڪشن پيٽرن جو تجزيو ڪرڻ ۽ نتيجن جو XRD پيٽرن سان مقابلو ڪرڻ لاءِ رنگ GUI فنڪشن استعمال ڪري ٿو. UCC ۽ TCC جي بناوت ۽ گرافائيزيشن جو تجزيو ايڪس ري ڊفريڪشن (XRD) ذريعي 2.4°/منٽ جي اسڪين ريٽ تي 5° کان 70° تائين ڪيو ويو، جنهن ۾ Cu Kα (λ = 1.54060 Å) هڪ پينالائيٽيڪل ايڪس ري ڊفريڪٽوميٽر (ماڊل 3600) استعمال ڪيو ويو. XRD HWO جي ڪرسٽل ڍانچي ۽ مرحلي کي ڏيکاريو. PANalytical X'Pert HighScore سافٽ ويئر کي HWO چوٽين کي ڊيٽابيس ۾ موجود ٽنگسٽن آڪسائيڊ نقشن سان ملائڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو. HWO نتيجن جو مقابلو TEM نتيجن سان ڪيو ويو. HWO نمونن جي ڪيميائي ساخت ۽ حالت ايڪس ري فوٽو اليڪٽران اسپيڪٽرو اسڪوپي (XPS، ESCALAB 250Xi، ThermoScientific) ذريعي طئي ڪئي وئي. CASA-XPS سافٽ ويئر (v 2.3.15) چوٽي ڊيڪونولوشن ۽ ڊيٽا تجزيو لاءِ استعمال ڪيو ويو. HWO ۽ HWO-50%C76 جي مٿاڇري جي فنڪشنل گروپن کي طئي ڪرڻ لاءِ، فوريئر ٽرانسفارم انفراريڊ اسپيڪٽرو اسڪوپي (FTIR، Perkin Elmer spectrometer، KBr FTIR استعمال ڪندي) استعمال ڪندي ماپون ڪيون ويون. نتيجن جو مقابلو XPS نتيجن سان ڪيو ويو. رابطي جي زاويه جي ماپ (KRUSS DSA25) پڻ اليڪٽروڊ جي ويٽيبلٽي کي بيان ڪرڻ لاءِ استعمال ڪئي وئي.
سڀني اليڪٽرو ڪيميڪل ماپن لاءِ، هڪ بايولوجڪ ايس پي 300 ورڪ اسٽيشن استعمال ڪئي وئي. VO2+/VO2+ ريڊوڪس رد عمل جي اليڪٽروڊ ڪينيٽڪس ۽ رد عمل جي شرح تي ريجنٽ ڊفيوژن (VOSO4(VO2+)) جي اثر جو مطالعو ڪرڻ لاءِ سائيڪلڪ وولٽميٽري (CV) ۽ اليڪٽرو ڪيميڪل امپيڊنس اسپيڪٽرو اسڪوپي (EIS) استعمال ڪيا ويا. ٻنهي طريقن ۾ 1 M H2SO4 + 1 M HCl (تيزاب جو مرکب) ۾ 0.1 M VOSO4 (V4+) جي اليڪٽرولائيٽ ڪنسنٽريشن سان ٽي-اليڪٽروڊ سيل استعمال ڪيو ويو. پيش ڪيل سڀئي اليڪٽرو ڪيميڪل ڊيٽا IR درست ڪيا ويا آهن. هڪ سير ٿيل ڪيلومل اليڪٽروڊ (SCE) ۽ هڪ پلاٽينم (Pt) ڪوئل ترتيب وار ريفرنس ۽ ڪائونٽر اليڪٽروڊ طور استعمال ڪيا ويا. سي وي لاءِ، 5، 20، ۽ 50 mV/s جي اسڪين ريٽس (ν) کي VO2+/VO2+ امڪاني ونڊو تي (0–1) V بمقابله SCE لاءِ لاڳو ڪيو ويو، پوءِ SHE لاءِ پلاٽ (VSCE = 0.242 V بمقابله HSE) ۾ ترتيب ڏنو ويو. اليڪٽرروڊ سرگرمي جي برقرار رکڻ جو مطالعو ڪرڻ لاءِ، UCC، TCC، UCC-C76، UCC-HWO، ۽ UCC-HWO-50% C76 لاءِ ν 5 mV/s تي بار بار چڪر واري CVs ڪئي وئي. EIS ماپن لاءِ، VO2+/VO2+ ريڊوڪس رد عمل جي فريڪوئنسي رينج 0.01-105 Hz هئي، ۽ اوپن سرڪٽ وولٽيج (OCV) تي وولٽيج جي خرابي 10 mV هئي. نتيجن جي تسلسل کي يقيني بڻائڻ لاءِ هر تجربي کي 2-3 ڀيرا ورجايو ويو. نڪولسن طريقو 46,47 ذريعي غير متفاوت شرح مستقل (k0) حاصل ڪيا ويا.
هائيڊريٽڊ ٽنگسٽن آڪسائيڊ (HVO) کي هائيڊروٿرمل طريقي سان ڪاميابي سان گڏ ڪيو ويو آهي. شڪل 1a ۾ SEM تصوير ڏيکاري ٿي ته جمع ٿيل HWO نانو ذرات جي ڪلسٽرن تي مشتمل آهي جن جي سائيز 25-50 nm جي حد ۾ آهي.
HWO جو ايڪس ري ڊفرڪشن پيٽرن چوٽيون (001) ۽ (002) کي ترتيب وار ~23.5° ۽ ~47.5° تي ڏيکاري ٿو، جيڪي نان اسٽوچيوميٽرڪ WO2.63 (W32O84) (PDF 077–0810، a = 21.4 Å، b = 17.8 Å، c = 3.8 Å، α = β = γ = 90°) جي خاصيت آهن، جيڪي انهن جي صاف نيري رنگ سان ملن ٿيون (شڪل 1b) 48.49. تقريبن 20.5°، 27.1°، 28.1°، 30.8°، 35.7°، 36.7° ۽ 52.7° تي ٻيون چوٽيون (140)، (620)، (350)، (720)، (740)، (560°) کي مقرر ڪيون ويون. ) ) ۽ (970) ڊفرڪشن پلين ترتيب وار WO2.63 ڏانهن آرٿوگونل هئا. ساڳيو مصنوعي طريقو سونگارا ۽ ٻين 43 پاران هڪ اڇو پراڊڪٽ حاصل ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو، جيڪو WO3(H2O)0.333 جي موجودگي سان منسوب ڪيو ويو. جڏهن ته، هن ڪم ۾، مختلف حالتن جي ڪري، هڪ نيرو-گرين پراڊڪٽ حاصل ڪيو ويو، جيڪو ظاهر ڪري ٿو ته WO3(H2O)0.333 (PDF 087-1203، a = 7.3 Å، b = 12.5 Å، c = 7 .7 Å، α = β = γ = 90°) ۽ ٽنگسٽن آڪسائيڊ جي گهٽ ٿيل شڪل. X'Pert HighScore سافٽ ويئر استعمال ڪندي نيم مقداري تجزيو 26% WO3(H2O)0.333:74% W32O84 ڏيکاريو. جيئن ته W32O84 ۾ W6+ ۽ W4+ (1.67:1 W6+:W4+) شامل آهن، W6+ ۽ W4+ جو اندازي مطابق مواد ترتيب وار 72% W6+ ۽ 28% W4+ آهي. SEM تصويرون، نيوڪليس سطح تي 1-سيڪنڊ XPS اسپيڪٽرا، TEM تصويرون، FTIR اسپيڪٽرا، ۽ C76 ذرات جو رامان اسپيڪٽرا اسان جي پوئين مضمون ۾ پيش ڪيا ويا هئا. ڪواڊا ۽ ٻين جي مطابق، 50,51 ٽوليون کي هٽائڻ کان پوءِ C76 جي ايڪس ري ڊفرڪشن FCC جي مونوڪلينڪ structure کي ظاهر ڪيو.
شڪل 2a ۽ b ۾ SEM تصويرون ڏيکارين ٿيون ته HWO ۽ HWO-50%C76 ڪاميابي سان UCC اليڪٽروڊ جي ڪاربن فائبرن تي ۽ انهن جي وچ ۾ جمع ڪيا ويا. شڪل 2c ۾ SEM تصويرن تي ٽنگسٽن، ڪاربن ۽ آڪسيجن جا EDX عنصر نقشا شڪل 2d-f ۾ ڏيکاريا ويا آهن جيڪي ظاهر ڪن ٿا ته ٽنگسٽن ۽ ڪاربان پوري اليڪٽروڊ مٿاڇري تي هڪجهڙا مليا آهن (هڪجهڙي ورڇ ڏيکاريندي) ۽ جمع ڪرڻ جي طريقي جي نوعيت جي ڪري جامع هڪجهڙائي سان جمع نه ٿيو آهي.
جمع ٿيل HWO ذرڙن (a) ۽ HWO-C76 ذرڙن (b) جون SEM تصويرون. تصوير (c) ۾ علائقي کي استعمال ڪندي UCC تي لوڊ ٿيل HWO-C76 تي EDX ميپنگ نموني ۾ ٽنگسٽن (d)، ڪاربن (e)، ۽ آڪسيجن (f) جي ورڇ کي ڏيکاري ٿي.
HR-TEM کي هاءِ ميگنيفڪيشن اميجنگ ۽ ڪرسٽلوگرافڪ معلومات لاءِ استعمال ڪيو ويو (شڪل 3). HWO نانوڪيوب مورفولوجي ڏيکاري ٿو جيئن شڪل 3a ۾ ڏيکاريل آهي ۽ شڪل 3b ۾ وڌيڪ واضح طور تي. چونڊيل علائقن جي ڊفرڪشن لاءِ نانوڪيوب کي ميگنيفائي ڪندي، ڪو به گريٽنگ جي جوڙجڪ ۽ ڊفرڪشن جهازن کي تصور ڪري سگهي ٿو جيڪي براگ قانون کي پورو ڪن ٿا، جيئن شڪل 3c ۾ ڏيکاريل آهي، جيڪو مواد جي ڪرسٽلينٽي جي تصديق ڪري ٿو. شڪل 3c جي انسيٽ ۾ فاصلو d 3.3 Å ڏيکاري ٿو جيڪو (022) ۽ (620) ڊفرڪشن جهازن سان مطابقت رکي ٿو جيڪو WO3(H2O)0.333 ۽ W32O84 مرحلن ۾ مليو آهي، ترتيب وار 43,44,49. اهو مٿي بيان ڪيل XRD تجزيي سان مطابقت رکي ٿو (شڪل 1b) ڇاڪاڻ ته مشاهدو ٿيل گريٽنگ جهاز جي فاصلي d (شڪل 3c) HWO نموني ۾ مضبوط ترين XRD چوٽي سان مطابقت رکي ٿو. نموني جا حلقا پڻ شڪل ۾ ڏيکاريا ويا آهن. 3d، جتي هر انگوزي هڪ الڳ جهاز سان مطابقت رکي ٿي. WO3(H2O)0.333 ۽ W32O84 جهاز ترتيب وار اڇا ۽ نيرا رنگ آهن، ۽ انهن جي لاڳاپيل XRD چوٽيون پڻ شڪل 1b ۾ ڏيکاريل آهن. رنگ ڊاگرام ۾ ڏيکاريل پهرين انگوزي (022) يا (620) ڊفرڪشن جهاز جي ايڪس ري نموني ۾ پهرين نشان لڳل چوٽي سان مطابقت رکي ٿي. (022) کان (402) حلقن تائين، ڊي-اسپيسنگ ويليوز 3.30، 3.17، 2.38، 1.93، ۽ 1.69 Å آهن، جيڪي 3.30، 3.17، 2، 45، 1.93. ۽ 1.66 Å جي XRD ويليوز سان مطابقت رکن ٿيون، جيڪو ترتيب وار 44، 45 جي برابر آهي.
(a) HWO جي HR-TEM تصوير، (b) هڪ وڏي تصوير ڏيکاري ٿي. گريٽنگ جهازن جون تصويرون (c) ۾ ڏيکاريل آهن، انسيٽ (c) جهازن جي هڪ وڏي تصوير ۽ (002) ۽ (620) جهازن سان ملندڙ 0.33 nm جي پچ d ڏيکاري ٿي. (d) HWO رنگ جو نمونو WO3(H2O)0.333 (اڇو) ۽ W32O84 (نيرو) سان لاڳاپيل جهازن کي ڏيکاري ٿو.
ٽنگسٽن جي مٿاڇري ڪيمسٽري ۽ آڪسائيڊيشن حالت کي طئي ڪرڻ لاءِ XPS تجزيو ڪيو ويو (شڪلون S1 ۽ 4). ٺهيل HWO جو وسيع رينج XPS اسڪين اسپيڪٽرم شڪل S1 ۾ ڏيکاريو ويو آهي، جيڪو ٽنگسٽن جي موجودگي کي ظاهر ڪري ٿو. W 4f ۽ O 1s ڪور ليولز جو XPS تنگ اسڪين اسپيڪٽرا ترتيب وار شڪل 4a ۽ b ۾ ڏيکاريو ويو آهي. W 4f اسپيڪٽرم W آڪسائيڊيشن حالت جي پابند توانائي سان لاڳاپيل ٻن اسپن-مرڪزي ڊبلٽس ۾ ورهائجي ٿو. ۽ W 4f7/2 36.6 ۽ 34.9 eV تي ترتيب وار W4+ رياست 40 جي خاصيت آهن. )0.333. فٽ ٿيل ڊيٽا ڏيکاري ٿو ته W6+ ۽ W4+ جا ايٽمي سيڪڙو ترتيب وار 85% ۽ 15% آهن، جيڪي ٻنهي طريقن جي وچ ۾ فرق کي غور ڪندي XRD ڊيٽا مان اندازي مطابق قدرن جي ويجهو آهن. ٻئي طريقا گهٽ درستگي سان مقداري معلومات فراهم ڪن ٿا، خاص طور تي XRD. ان کان علاوه، اهي ٻئي طريقا مواد جي مختلف حصن جو تجزيو ڪن ٿا ڇاڪاڻ ته XRD هڪ بلڪ طريقو آهي جڏهن ته XPS هڪ مٿاڇري جو طريقو آهي جيڪو صرف ڪجهه نانو ميٽرن تائين پهچي ٿو. O 1s اسپيڪٽرم 533 (22.2٪) ۽ 530.4 eV (77.8٪) تي ٻن چوٽين ۾ ورهايل آهي. پهريون OH سان ملندو آهي، ۽ ٻيو WO ۾ جالي ۾ آڪسيجن بانڊ سان ملندو آهي. OH فنڪشنل گروپن جي موجودگي HWO جي هائيڊريشن خاصيتن سان مطابقت رکي ٿي.
انهن ٻن نمونن تي هڪ FTIR تجزيو پڻ ڪيو ويو ته جيئن هائيڊريٽ ٿيل HWO ڍانچي ۾ فنڪشنل گروپن ۽ ڪوآرڊينيٽنگ پاڻي جي ماليڪيولن جي موجودگي کي جانچيو وڃي. نتيجا ڏيکارين ٿا ته HWO-50% C76 نموني ۽ FT-IR HWO نتيجا HWO جي موجودگي جي ڪري هڪجهڙا نظر اچن ٿا، پر تجزيي جي تياري ۾ استعمال ٿيندڙ نموني جي مختلف مقدار جي ڪري چوٽين جي شدت مختلف آهي (شڪل 5a). ) HWO-50% C76 ڏيکاري ٿو ته ٽنگسٽن آڪسائيڊ جي چوٽي کانسواءِ سڀئي چوٽيون، فلرين 24 سان لاڳاپيل آهن. شڪل 5a ۾ تفصيل ڏيکاري ٿو ته ٻئي نمونا ~710/cm تي هڪ تمام مضبوط وسيع بينڊ ڏيکاري ٿو جيڪو HWO ليٽيس ڍانچي ۾ OWO اسٽريچنگ اوسيليشنز سان منسوب ڪيو ويو آهي، هڪ مضبوط ڪلهي سان ~840/cm تي WO سان منسوب ڪيو ويو آهي. اسٽريچنگ وائبريشنز لاءِ، تقريبن 1610/cm تي هڪ تيز بينڊ OH جي موڙيندڙ وائبريشنز سان منسوب ڪيو ويو آهي، جڏهن ته تقريبن 3400/cm تي هڪ وسيع جذب بينڊ هائيڊروڪسيل گروپن ۾ OH جي اسٽريچنگ وائبريشنز سان منسوب ڪيو ويو آهي. اهي نتيجا شڪل 4b ۾ XPS اسپيڪٽرا سان مطابقت رکن ٿا، جتي WO فنڪشنل گروپ VO2+/VO2+ رد عمل لاءِ فعال سائيٽون مهيا ڪري سگهن ٿا.
HWO ۽ HWO-50% C76 (a) جو FTIR تجزيو، ظاهر ڪيل فنڪشنل گروپ ۽ رابطي جي زاويه جي ماپ (b، c).
OH گروپ VO2+/VO2+ رد عمل کي به متحرڪ ڪري سگھي ٿو، جڏهن ته اليڪٽروڊ جي هائيڊروفيلسٽي وڌائي ٿو، ان ڪري پکيڙ ۽ اليڪٽران جي منتقلي جي شرح کي فروغ ڏئي ٿو. جيئن ڏيکاريل آهي، HWO-50% C76 نمونو C76 لاءِ هڪ اضافي چوٽي ڏيکاري ٿو. ~2905، 2375، 1705، 1607، ۽ 1445 cm3 تي چوٽيون ترتيب وار CH، O=C=O، C=O، C=C، ۽ CO اسٽريچنگ وائبريشنز کي تفويض ڪري سگھجن ٿيون. اهو چڱي طرح معلوم آهي ته آڪسيجن فنڪشنل گروپ C=O ۽ CO وينڊيم جي ريڊوڪس رد عملن لاءِ فعال مرڪز طور ڪم ڪري سگهن ٿا. ٻن اليڪٽروڊز جي ويٽيبلٽي کي جانچڻ ۽ مقابلو ڪرڻ لاءِ، رابطي جي زاويه جي ماپ ورتي وئي جيئن شڪل 5b، c ۾ ڏيکاريل آهي. HWO اليڪٽروڊ فوري طور تي پاڻي جي بوندن کي جذب ڪيو، جيڪو موجود OH فنڪشنل گروپن جي ڪري سپر هائيڊروفيلسٽي کي ظاهر ڪري ٿو. HWO-50% C76 وڌيڪ هائيڊروفوبڪ آهي، 10 سيڪنڊن کان پوءِ لڳ ڀڳ 135° جي رابطي جي زاويه سان. جڏهن ته، اليڪٽرو ڪيميڪل ماپن ۾، HWO-50% C76 اليڪٽرروڊ هڪ منٽ کان به گهٽ وقت ۾ مڪمل طور تي گندو ٿي ويو. ويٽيبلٽي ماپون XPS ۽ FTIR نتيجن سان مطابقت رکن ٿيون، اهو ظاهر ڪن ٿيون ته HWO مٿاڇري تي وڌيڪ OH گروپ ان کي نسبتاً وڌيڪ هائيڊروفيلڪ بڻائين ٿا.
HWO ۽ HWO-C76 نانوڪمپوزائٽس جي VO2+/VO2+ رد عملن جي جانچ ڪئي وئي ۽ اميد ڪئي وئي ته HWO مخلوط تيزاب ۾ VO2+/VO2+ رد عمل ۾ ڪلورين ارتقا کي دٻائيندو، ۽ C76 گهربل VO2+/VO2+ ريڊوڪس رد عمل کي وڌيڪ متحرڪ ڪندو. %، 30%، ۽ 50% C76 HWO معطلي ۽ CCC ۾ اليڪٽروڊ تي جمع ٿيل آهن جن جي ڪل لوڊنگ تقريباً 2 mg/cm2 آهي.
جيئن شڪل 6 ۾ ڏيکاريل آهي، اليڪٽروڊ جي مٿاڇري تي VO2+/VO2+ رد عمل جي حرڪيات کي CV پاران هڪ مخلوط تيزابي اليڪٽرولائٽ ۾ جانچيو ويو. گراف تي سڌو سنئون مختلف ڪيٽالسٽن لاءِ ΔEp ۽ Ipa/Ipc جي آسان مقابلي لاءِ ڪرنٽ I/Ipa طور ڏيکاريا ويا آهن. موجوده ايريا يونٽ ڊيٽا شڪل 2S ۾ ڏيکاريل آهي. شڪل 6a تي ڏيکاري ٿو ته HWO اليڪٽروڊ جي مٿاڇري تي VO2+/VO2+ ريڊوڪس رد عمل جي اليڪٽران منتقلي جي شرح کي ٿورو وڌائي ٿو ۽ پرجيتي ڪلورين ارتقا جي رد عمل کي دٻائي ٿو. بهرحال، C76 اليڪٽران جي منتقلي جي شرح کي خاص طور تي وڌائي ٿو ۽ ڪلورين ارتقا جي رد عمل کي ڪيٽيلائيز ڪري ٿو. تنهن ڪري، HWO ۽ C76 جي صحيح طور تي ٺهيل جامع ۾ بهترين سرگرمي ۽ ڪلورين ارتقا جي رد عمل کي روڪڻ جي سڀ کان وڏي صلاحيت جي اميد آهي. اهو مليو ته C76 جي مواد کي وڌائڻ کان پوءِ، اليڪٽروڊ جي اليڪٽرو ڪيميڪل سرگرمي بهتر ٿي، جيئن ΔEp ۾ گهٽتائي ۽ Ipa/Ipc تناسب ۾ واڌ (ٽيبل S3) مان ظاهر ٿئي ٿو. ان جي تصديق شڪل 6d (ٽيبل S3) ۾ Nyquist پلاٽ مان ڪڍيل RCT قدرن ذريعي پڻ ڪئي وئي، جيڪي C76 جي مواد ۾ واڌ سان گهٽجي ويا. اهي نتيجا Li جي مطالعي سان پڻ مطابقت رکن ٿا، جنهن ۾ mesoporous WO3 ۾ mesoporous ڪاربن جي اضافي VO2+/VO2+35 تي بهتر چارج ٽرانسفر ڪينيٽڪس ڏيکاريا. اهو ظاهر ڪري ٿو ته سڌو رد عمل اليڪٽرروڊ چالکائي (C=C بانڊ) 18، 24، 35، 36، 37 تي وڌيڪ منحصر ٿي سگهي ٿو. اهو [VO(H2O)5]2+ ۽ [VO2(H2O)4]+ جي وچ ۾ ڪوآرڊينيشن جاميٽري ۾ تبديلي جي ڪري پڻ ٿي سگهي ٿو، C76 ٽشو توانائي کي گهٽائي رد عمل جي اوور وولٽيج کي گهٽائي ٿو. بهرحال، اهو HWO اليڪٽرروڊ سان ممڪن نه ٿي سگهي ٿو.
(a) 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl اليڪٽرولائيٽ ۾ مختلف HWO:C76 تناسب سان UCC ۽ HWO-C76 ڪمپوزٽس جي VO2+/VO2+ رد عمل جو چڪراتي وولٽميٽرڪ رويي (ν = 5 mV/s). (b) رينڊلس-سيوچڪ ۽ (c) نڪولسن VO2+/VO2+ طريقو پکيڙ جي ڪارڪردگي جو جائزو وٺڻ ۽ k0(d) قدر حاصل ڪرڻ لاءِ.
نه رڳو HWO-50% C76 VO2+/VO2+ رد عمل لاءِ C76 جي لڳ ڀڳ ساڳي اليڪٽروڪيٽيليٽڪ سرگرمي ڏيکاري رهيو هو، پر، وڌيڪ دلچسپ ڳالهه اها آهي ته، اهو اضافي طور تي C76 جي مقابلي ۾ ڪلورين ارتقا کي دٻايو، جيئن شڪل 6a ۾ ڏيکاريل آهي، ۽ شڪل 6d (هيٺيون RCT) ۾ ننڍو سيمي سرڪل پڻ ڏيکاري ٿو. C76 HWO-50% C76 (ٽيبل S3) جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ ظاهري Ipa/Ipc ڏيکاريو، بهتر رد عمل جي ريورسيبلٽي جي ڪري نه، پر 1.2 V تي SHE سان ڪلورين جي گھٽتائي جي رد عمل جي چوٽي اوورليپ جي ڪري. HWO جي بهترين ڪارڪردگي - 50% C76 کي منفي طور تي چارج ٿيل انتهائي ڪنڊڪٽو C76 ۽ HWO تي اعلي ويٽيبلٽي ۽ W-OH ڪيٽيليٽڪ ڪارڪردگي جي وچ ۾ هم آهنگي واري اثر سان منسوب ڪيو ويو آهي. گهٽ ڪلورين جو اخراج مڪمل سيل جي چارجنگ ڪارڪردگي کي بهتر بڻائيندو، جڏهن ته بهتر ڪيلي نيٽڪس مڪمل سيل وولٽيج جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائيندو.
مساوات S1 جي مطابق، هڪ نيم-ريورسيبل (نسبتاً سست اليڪٽران جي منتقلي) رد عمل لاءِ جيڪو ڊفيوژن ذريعي ڪنٽرول ڪيو ويندو آهي، چوٽي ڪرنٽ (IP) اليڪٽرانن جي تعداد (n)، اليڪٽرروڊ ايريا (A)، ڊفيوژن ڪوفيشينٽ (D)، اليڪٽرانن جي منتقلي ڪوفيشينٽ (α) ۽ اسڪيننگ اسپيڊ (ν) تي منحصر آهي. آزمائشي مواد جي ڊفيوشن-ڪنٽرول ٿيل رويي جو مطالعو ڪرڻ لاءِ، IP ۽ ν1/2 جي وچ ۾ تعلق کي پلاٽ ڪيو ويو ۽ شڪل 6b ۾ پيش ڪيو ويو. جيئن ته سڀئي مواد هڪ لڪير وارو تعلق ڏيکارين ٿا، رد عمل کي ڊفيوشن ذريعي ڪنٽرول ڪيو ويندو آهي. جيئن ته VO2+/VO2+ رد عمل نيم-ريورسيبل آهي، لڪير جو ڍلون ڊفيوشن ڪوفيشينٽ ۽ α (مساوات S1) جي قدر تي منحصر آهي. جيئن ته ڊفيوژن ڪوفيشينٽ مستقل آهي (≈ 4 × 10–6 cm2/s)52، لڪير جي ڍلون ۾ فرق سڌو سنئون α جي مختلف قدرن کي ظاهر ڪري ٿو، ۽ ان ڪري اليڪٽرروڊ جي مٿاڇري تي اليڪٽران جي منتقلي جي شرح، جيڪا C76 ۽ HWO -50% C76 لاءِ ڏيکاريل آهي. تيز ڍلون (سڀ کان وڌيڪ اليڪٽران جي منتقلي جي شرح).
ٽيبل S3 (شڪل 6d) ۾ ڏيکاريل گهٽ فريڪوئنسي لاءِ حساب ڪيل واربرگ سلوپ (W) سڀني مواد لاءِ 1 جي ويجهو قدر آهن، جيڪي ريڊوڪس نسلن جي مڪمل پکيڙ کي ظاهر ڪن ٿا ۽ ν1/2 جي مقابلي ۾ IP جي لڪير واري رويي جي تصديق ڪن ٿا. CV ماپيو ويو آهي. HWO-50% C76 لاءِ، واربرگ سلوپ 1 کان 1.32 تائين انحراف ڪري ٿو، نه رڳو ريجنٽ (VO2+) جي نيم لامحدود پکيڙ کي ظاهر ڪري ٿو، پر اليڪٽرروڊ پورسيٽي جي ڪري پکيڙ رويي ۾ پتلي پرت واري رويي جو ممڪن حصو پڻ.
VO2+/VO2+ ريڊوڪس رد عمل جي ريورسيبلٽي (اليڪٽران ٽرانسفر ريٽ) جو وڌيڪ تجزيو ڪرڻ لاءِ، نڪولسن ڪواسي-ريورسيبل رد عمل جو طريقو پڻ معياري شرح مستقل k041.42 کي طئي ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو. اهو S2 مساوات استعمال ڪندي طول و عرض کان سواءِ ڪائنيٽڪ پيرا ميٽر Ψ ٺاهڻ لاءِ ڪيو ويندو آهي، جيڪو ΔEp جو هڪ فنڪشن آهي، ν-1/2 جي فنڪشن جي طور تي. ٽيبل S4 هر اليڪٽروڊ مواد لاءِ حاصل ڪيل Ψ قدر ڏيکاري ٿو. نتيجا (شڪل 6c) هر پلاٽ جي سلپ مان k0 × 104 سينٽي ميٽر/s حاصل ڪرڻ لاءِ پلاٽ ڪيا ويا هئا مساوات S3 استعمال ڪندي (هر قطار جي اڳيان لکيل ۽ ٽيبل S4 ۾ پيش ڪيل). HWO-50% C76 کي سڀ کان وڌيڪ سلپ (شڪل 6c) مليو، تنهن ڪري k0 جي وڌ ۾ وڌ قدر 2.47 × 10–4 سينٽي ميٽر/s آهي. ان جو مطلب آهي ته هي اليڪٽروڊ تيز ترين حرڪيات حاصل ڪري ٿو، جيڪو شڪل 6a ۽ d ۽ ٽيبل S3 ۾ CV ۽ EIS نتيجن سان مطابقت رکي ٿو. ان کان علاوه، k0 جي قيمت پڻ RCT قدر (ٽيبل S3) استعمال ڪندي مساوات S4 جي Nyquist پلاٽ (شڪل 6d) مان حاصل ڪئي وئي. EIS مان اهي k0 نتيجا ٽيبل S4 ۾ اختصار ڪيا ويا آهن ۽ اهو پڻ ڏيکارين ٿا ته HWO-50% C76 هم آهنگي واري اثر جي ڪري سڀ کان وڌيڪ اليڪٽران منتقلي جي شرح ڏيکاري ٿو. جيتوڻيڪ k0 قدر هر طريقي جي مختلف اصليت جي ڪري مختلف آهن، اهي اڃا تائين شدت جو ساڳيو ترتيب ڏيکارين ٿا ۽ تسلسل ڏيکارين ٿا.
حاصل ڪيل بهترين حرڪيات کي مڪمل طور تي سمجهڻ لاءِ، بهترين اليڪٽروڊ مواد جو مقابلو غير ڪوٽيڊ UCC ۽ TCC اليڪٽروڊ سان ڪرڻ ضروري آهي. VO2+/VO2+ رد عمل لاءِ، HWO-C76 نه رڳو گهٽ ۾ گهٽ ΔEp ۽ بهتر ريورسبلٽي ڏيکاري، پر TCC جي مقابلي ۾ پيراسائيٽڪ ڪلورين ارتقائي رد عمل کي به خاص طور تي دٻايو، جيئن SHE جي نسبت 1.45 V تي ڪرنٽ ذريعي ماپيو ويو (شڪل 7a). استحڪام جي لحاظ کان، اسان فرض ڪيو ته HWO-50% C76 جسماني طور تي مستحڪم هو ڇاڪاڻ ته ڪيٽالسٽ کي PVDF بائنڊر سان ملايو ويو ۽ پوءِ ڪاربان ڪپڙي جي اليڪٽروڊ تي لاڳو ڪيو ويو. HWO-50% C76 150 چڪرن کان پوءِ 44 mV (ڊيگريڊيشن جي شرح 0.29 mV/سائيڪل) جي چوٽي شفٽ ڏيکاري، UCC لاءِ 50 mV جي مقابلي ۾ (شڪل 7b). اهو شايد وڏو فرق نه هجي، پر UCC اليڪٽروڊز جو حرڪيات تمام سست آهي ۽ سائيڪلنگ سان خراب ٿئي ٿو، خاص طور تي ريورس رد عمل لاءِ. جيتوڻيڪ TCC جي الٽڻ جي صلاحيت UCC جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻي بهتر آهي، TCC ۾ 150 چڪرن کان پوءِ 73 mV جي وڏي چوٽي شفٽ ملي وئي، جيڪا شايد ان جي مٿاڇري تي ٺهيل ڪلورين جي وڏي مقدار جي ڪري هجي. ته جيئن ڪيٽالسٽ اليڪٽروڊ جي مٿاڇري تي چڱي طرح سان عمل ڪري. جيئن ته سڀني اليڪٽروڊز مان ڏسي سگهجي ٿو، سپورٽ ٿيل ڪيٽالسٽ کان سواءِ اليڪٽروڊز به سائيڪلنگ جي عدم استحڪام جا مختلف درجا ڏيکاريا، اهو مشورو ڏئي ٿو ته سائيڪلنگ دوران چوٽي جي علحدگي ۾ تبديلي ڪيٽالسٽ علحدگي جي بدران ڪيميائي تبديلين جي ڪري مواد جي غير فعال ٿيڻ جي ڪري آهي. ان کان علاوه، جيڪڏهن ڪيٽالسٽ ذرات جي هڪ وڏي مقدار کي اليڪٽروڊ جي مٿاڇري کان الڳ ڪيو وڃي، ته ان جي نتيجي ۾ چوٽي جي علحدگي ۾ هڪ اهم اضافو ٿيندو (صرف 44 mV نه)، ڇاڪاڻ ته سبسٽريٽ (UCC) VO2+/VO2+ ريڊوڪس رد عمل لاءِ نسبتاً غير فعال آهي.
بهترين اليڪٽروڊ مواد جي CV جو مقابلو UCC (a) ۽ VO2+/VO2+ ريڊوڪس رد عمل (b) جي استحڪام سان. 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl اليڪٽرولائيٽ ۾ سڀني CV لاءِ ν = 5 mV/s.
VRFB ٽيڪنالاجي جي اقتصادي ڪشش کي وڌائڻ لاءِ، وينڊيم ريڊوڪس رد عملن جي حرڪيات کي وڌائڻ ۽ سمجهڻ ضروري آهي ته جيئن اعليٰ توانائي جي ڪارڪردگي حاصل ڪري سگهجي. HWO-C76 ڪمپوزٽس تيار ڪيا ويا ۽ VO2+/VO2+ رد عمل تي انهن جي اليڪٽروڪيٽيليٽڪ اثر جو مطالعو ڪيو ويو. HWO مخلوط تيزابي اليڪٽرولائٽس ۾ ٿوري حرڪيات ۾ واڌارو ڏيکاريو پر ڪلورين ارتقا کي خاص طور تي دٻايو. HWO:C76 جا مختلف تناسب HWO تي ٻڌل اليڪٽروڊز جي حرڪيات کي وڌيڪ بهتر بڻائڻ لاءِ استعمال ڪيا ويا. C76 کي HWO ۾ وڌائڻ سان تبديل ٿيل اليڪٽروڊ تي VO2+/VO2+ رد عمل جي اليڪٽران ٽرانسفر حرڪيات کي بهتر بڻائي ٿو، جن مان HWO-50% C76 بهترين مواد آهي ڇاڪاڻ ته اهو چارج ٽرانسفر مزاحمت کي گهٽائي ٿو ۽ C76 ۽ TCC جمع جي مقابلي ۾ ڪلورين کي وڌيڪ دٻائي ٿو. . اهو C=C sp2 هائبرڊائيزيشن، OH ۽ W-OH فنڪشنل گروپن جي وچ ۾ هم آهنگي واري اثر جي ڪري آهي. HWO-50% C76 جي بار بار سائيڪل هلائڻ کان پوءِ تباهي جي شرح 0.29 mV/سائيڪل ملي، جڏهن ته UCC ۽ TCC جي تباهي جي شرح ترتيب وار 0.33 mV/سائيڪل ۽ 0.49 mV/سائيڪل آهي، جيڪا ان کي مخلوط تيزابي اليڪٽرولائٽس ۾ تمام مستحڪم بڻائي ٿي. پيش ڪيل نتيجا VO2+/VO2+ رد عمل لاءِ تيز رفتار حرڪيات ۽ اعليٰ استحڪام سان اعليٰ ڪارڪردگي واري اليڪٽروڊ مواد جي ڪاميابي سان سڃاڻپ ڪن ٿا. اهو آئوٽ پُٽ وولٽيج کي وڌائيندو، ان ڪري VRFB جي توانائي جي ڪارڪردگي ۾ اضافو ٿيندو، ان ڪري ان جي مستقبل جي ڪمرشلائيزيشن جي قيمت گھٽجي ويندي.
موجوده مطالعي ۾ استعمال ٿيل ۽/يا تجزيو ڪيل ڊيٽاسيٽ لاڳاپيل ليکڪن کان مناسب درخواست تي دستياب آهن.
لُڊرر جي. ۽ ٻيا. عالمي گھٽ ڪاربن توانائي جي منظرنامي ۾ ونڊ ۽ شمسي توانائي جو اندازو لڳائڻ: هڪ تعارف. توانائي جي بچت. 64، 542-551. https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (2017).
لي، ايڇ جي، پارڪ، ايس. ۽ ڪِم، ايڇ. وينڊيم/مينگنيز ريڊوڪس فلو بيٽري جي ڪارڪردگي تي MnO2 ورن جي اثر جو تجزيو. لي، ايڇ جي، پارڪ، ايس. ۽ ڪِم، ايڇ. وينڊيم/مينگنيز ريڊوڪس فلو بيٽري جي ڪارڪردگي تي MnO2 ورن جي اثر جو تجزيو.لي، ايڇ جي، پارڪ، ايس ۽ ڪِم، ايڇ. وينڊيم مينگنيز ريڊوڪس فلو بيٽري جي ڪارڪردگي تي MnO2 جمع جي اثر جو تجزيو. 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. لي، ايڇ جي، پارڪ، ايس ۽ ڪِم، ايڇ. ايم اين او 2لي، ايڇ جي، پارڪ، ايس ۽ ڪِم، ايڇ. وينڊيم مينگنيز ريڊوڪس فلو بيٽرين جي ڪارڪردگي تي MnO2 جمع جي اثر جو تجزيو.جي. اليڪٽرو ڪيمسٽري. سوشلسٽ پارٽي. 165(5)، A952-A956. https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (2018).
شاهه، اي اي، تنگيرالا، آر.، سنگهه، آر.، ولز، آر جي اي ۽ والش، ايف سي آل وينڊيم فلو بيٽري لاءِ هڪ متحرڪ يونٽ سيل ماڊل. شاهه، اي اي، تنگيرالا، آر.، سنگهه، آر.، ولز، آر جي اي ۽ والش، ايف سي آل وينڊيم فلو بيٽري لاءِ هڪ متحرڪ يونٽ سيل ماڊل.شاهه اي اي، تانگيرالا آر، سنگهه آر، ولز آر جي ۽ والش ايف ڪي هڪ آل وينڊيم فلو بيٽري جي ابتدائي سيل جو هڪ متحرڪ ماڊل. شاهه، AA، تانگيرالا، آر.، سنگهه، آر.، ويلز، آر ڊي اي ۽ والش، ايف سي 全钒液流电池的动态单元电池模型. شاهه، اي اي، تانگيرالا، آر.، سنگهه، آر.، ولز، آر جي اي ۽ والش، ايف سي.شاهه اي اي، تانگيرالا آر، سنگهه آر، ولز آر جي ۽ والش ايف ڪي ماڊل ڊائنامڪ سيل آف آل وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري.جي. اليڪٽرو ڪيمسٽري. سوشلسٽ پارٽي. 158(6)، A671. https://doi.org/10.1149/1.3561426 (2011).
گنڊومي، YA، آرون، ڊي ايس، زوڊزنسڪي، ٽي اي ۽ مينچ، ايم ايم ان سيٽو امڪاني تقسيم جي ماپ ۽ آل-وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري لاءِ تصديق ٿيل ماڊل. گنڊومي، YA، آرون، ڊي ايس، زوڊزنسڪي، ٽي اي ۽ مينچ، ايم ايم ان سيٽو امڪاني تقسيم جي ماپ ۽ آل-وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري لاءِ تصديق ٿيل ماڊل.گنڊومي، يو. اي.، آرون، ڊي ايس، زووڊزنسڪي، ٽي اي ۽ مينچ، ايم ايم ان-سيٽو امڪاني تقسيم جي ماپ ۽ آل-وينڊيم فلو بيٽري ريڊوڪس صلاحيت لاءِ تصديق ٿيل ماڊل. Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM Gandomi، YA، هارون، DS، Zawodzinski، TA ۽ Mench، MM.全vanadium oxidase redox液流液的原位ممڪن تقسيم جو ماپ ۽ تصديق وارو ماڊل.گنڊومي، يو. اي.، آرون، ڊي ايس، زووڊزنسڪي، ٽي اي ۽ مينچ، ايم ايم ماڊل ماپ ۽ آل-وينڊيم فلو ريڊوڪس بيٽرين لاءِ ان-سيٽو امڪاني تقسيم جي تصديق.جي. اليڪٽرو ڪيمسٽري. سوشلسٽ پارٽي. 163(1)، A5188-A5201. https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (2016).
سوشيما، ايس. ۽ سوزوڪي، ٽي. اليڪٽرروڊ آرڪيٽيڪچر کي بهتر بڻائڻ لاءِ انٽرڊجيٽيڊ فلو فيلڊ سان وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري جي ماڊلنگ ۽ سموليشن. سوشيما، ايس. ۽ سوزوڪي، ٽي. اليڪٽرروڊ آرڪيٽيڪچر کي بهتر بڻائڻ لاءِ انٽرڊجيٽيڊ فلو فيلڊ سان وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري جي ماڊلنگ ۽ سموليشن.سوشيما، ايس. ۽ سوزوڪي، ٽي. اليڪٽروڊ آرڪيٽيڪچر جي اصلاح لاءِ ڪائونٽر پولرائزڊ فلو سان گڏ فلو-ٿرو وينڊيم ريڊوڪس بيٽري جي ماڊلنگ ۽ سموليشن. 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Vanadium Oxide Reduction Liquid Stream Battery-Modeling and Simulation for Optimizing Electrode Structure.سوشيما، ايس. ۽ سوزوڪي، ٽي. اليڪٽروڊ جي جوڙجڪ کي بهتر بڻائڻ لاءِ ڪائونٽر پن فلو فيلڊز سان وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽرين جي ماڊلنگ ۽ سموليشن.جي. اليڪٽرو ڪيمسٽري. سوشلسٽ پارٽي. 167(2)، 020553. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (2020).
سن، بي. ۽ اسڪائلس-ڪزاڪوس، ايم. وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري ايپليڪيشن لاءِ گريفائيٽ اليڪٽروڊ مواد جي ترميم - I. سن، بي. ۽ اسڪائلس-ڪزاڪوس، ايم. وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري ايپليڪيشن لاءِ گريفائيٽ اليڪٽروڊ مواد جي ترميم - I.سن، بي. ۽ سائلس-ڪزاڪوس، ايم. وينڊيم ريڊوڪس بيٽرين لاءِ گريفائيٽ اليڪٽروڊ مواد جي ترميم - I. سن، بي ۽ اسڪائلس-ڪازاڪوس، ايم. 石墨电极材料在钒氧化还原液流电池应用中的改性—I. سن، بي. ۽ اسڪائلس-ڪزاڪوس، ايم. وينڊيم آڪسائيڊيشن گهٽائڻ واري مائع بيٽري ايپليڪيشن ۾ اليڪٽرروڊ مواد جي ترميم - I.سن، بي. ۽ سائلس-ڪزاڪوس، ايم. وينڊيم ريڊوڪس بيٽرين ۾ استعمال لاءِ گريفائيٽ اليڪٽروڊ مواد جي ترميم - I.گرمي علاج اليڪٽروڪيم. ايڪٽا 37(7)، 1253-1260. https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (1992).
ليو، ٽي.، لي، ايڪس.، ژانگ، ايڇ. ۽ چن، جي. بهتر پاور کثافت سان وينڊيم فلو بيٽريز (VFBs) ڏانهن اليڪٽرروڊ مواد تي ترقي. ليو، ٽي.، لي، ايڪس.، ژانگ، ايڇ. ۽ چن، جي. بهتر پاور کثافت سان وينڊيم فلو بيٽريز (VFBs) ڏانهن اليڪٽرروڊ مواد تي ترقي.ليو، ٽي.، لي، ايڪس.، ژانگ، ايڇ. ۽ چن، جي. بجلي جي کثافت کي بهتر ڪرڻ سان وينڊيم فلو بيٽرين (VFB) ۾ اليڪٽرروڊ مواد ۾ ترقي. ليو، ٽي.، لي، ايڪس، ژانگ، ايڇ ۽ چن، جي 提高功率密度的钒液流电池(VFB) 电极材料的进展. ليو، ٽي، لي، ايڪس، ژانگ، ايڇ ۽ چن، جي.ليو، ٽي.، لي، ايس.، ژانگ، ايڇ. ۽ چن، جي. وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽريز (VFB) لاءِ اليڪٽروڊ مواد ۾ ترقي، وڌندڙ طاقت جي کثافت سان.جي. توانائي ڪيمسٽري. 27(5)، 1292-1303. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (2018).
ليو، QH ۽ ٻيا. اعليٰ ڪارڪردگي وارو وينڊيم ريڊوڪس فلو سيل، بهتر ڪيل اليڪٽروڊ ترتيب ۽ جھلي جي چونڊ سان. جي. اليڪٽرو ڪيمسٽري. سوشلسٽ پارٽي. 159(8)، A1246-A1252. https://doi.org/10.1149/2.051208jes (2012).
وي، جي.، جيا، سي.، ليو، جي. ۽ يان، سي. ڪاربن محسوس ڪيو ويو سپورٽ ٿيل ڪاربن نانوٽيوبز ڪيٽالسٽس ڪمپوزٽ اليڪٽروڊ وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري ايپليڪيشن لاءِ. وي، جي.، جيا، سي.، ليو، جي. ۽ يان، سي. ڪاربن محسوس ڪيو ويو سپورٽ ٿيل ڪاربن نانوٽيوبز ڪيٽالسٽس ڪمپوزٽ اليڪٽروڊ وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري ايپليڪيشن لاءِ.وي، جي.، جيا، ڪيو.، ليو، جي. ۽ يانگ، ڪي. ڪاربان نانوٽيوب تي ٻڌل جامع اليڪٽرروڊ ڪيٽالسٽ جيڪي وينڊيم ريڊوڪس بيٽري ۾ استعمال لاءِ ڪاربان فيلٽ سبسٽريٽ سان گڏ آهن. وي، جي.، جيا، سي.، ليو، جي. ۽ يان، سي. وي، جي.، جيا، سي.، ليو، جي. ۽ يان، سي. ڪاربن فيلٽ لوڊ ٿيل ڪاربان نانوٽيوب ڪيٽيلسٽ ڪمپوزٽ اليڪٽروڊ وينڊيم آڪسائيڊيشن گهٽائڻ واري مائع وهڪري جي بيٽري جي ايپليڪيشن لاءِ.وي، جي.، جيا، ڪيو.، ليو، جي. ۽ يانگ، ڪي. ڪاربان نانوٽيوب ڪيٽالسٽ جو جامع اليڪٽرروڊ ڪاربان فيلٽ سبسٽريٽ سان وينڊيم ريڊوڪس بيٽرين ۾ استعمال لاءِ.جي. پاور. 220، 185-192. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (2012).
مون، ايس، ڪون، بي ڊبليو، چنگ، وائي ۽ ڪون، وائي. تيزابي CNT تي ڪوٽ ٿيل بسمٿ سلفيٽ جو وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري جي ڪارڪردگي تي اثر. مون، ايس، ڪون، بي ڊبليو، چنگ، وائي ۽ ڪون، وائي. تيزابي CNT تي ڪوٽ ٿيل بسمٿ سلفيٽ جو وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽري جي ڪارڪردگي تي اثر.مون، ايس، ڪون، بي ڊبليو، چانگ، وائي ۽ ڪون، وائي. فلو-ٿرو وينڊيم ريڊوڪس بيٽري جي خاصيتن تي آڪسائيڊ ٿيل سي اين ٽي تي جمع ٿيل بسمٿ سلفيٽ جو اثر. Moon, S. Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. 涂在酸化CNT 上硫酸铋对钒氧化还原液流电池性能的影响. مون، ايس.، ڪون، بي ڊبليو، چنگ، وائي. ۽ ڪون، وائي. بسمٿ سلفيٽ جو اثر سي اين ٽي آڪسائيڊشن تي وينڊيم آڪسائيڊشن گهٽائڻ مائع وهڪري جي بيٽري جي ڪارڪردگي تي.مون، ايس، ڪون، بي ڊبليو، چانگ، وائي ۽ ڪون، وائي. فلو-ٿرو وينڊيم ريڊوڪس بيٽرين جي خاصيتن تي آڪسائيڊ ٿيل سي اين ٽي تي جمع ٿيل بسمٿ سلفيٽ جو اثر.جي. اليڪٽرو ڪيمسٽري. سوشلسٽ پارٽي. 166(12)، A2602. https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (2019).
هوانگ آر.-ايڇ. پي ٽي/ملٽي ليئر ڪاربن نانوٽيوب تبديل ٿيل ايڪٽو اليڪٽروڊز فار وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽريز. جي. اليڪٽرو ڪيمسٽري. سوشلسٽ پارٽي. 159(10)، A1579. https://doi.org/10.1149/2.003210jes (2012).
ڪاهن، ايس. وغيره. وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽريون آرگنوميٽلڪ اسڪافولڊس مان نڪتل نائٽروجن-ڊوپڊ ڪاربن نانوٽيوب سان سينگاريل اليڪٽروڪيٽالسٽ استعمال ڪن ٿيون. جي. اليڪٽرو ڪيمسٽري. سوشلسٽ پارٽي. 165(7)، A1388. https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (2018).
خان، پي. ۽ ٻيا. گرافين آڪسائيڊ نانو شيٽس وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽرين ۾ VO2+/ ۽ V2+/V3+ ريڊوڪس جوڙن لاءِ بهترين اليڪٽرو ڪيميڪل طور تي فعال مواد طور ڪم ڪن ٿيون. ڪاربن 49(2)، 693–700. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (2011).
گونزليز زي. وغيره. وينڊيم ريڊوڪس بيٽري ايپليڪيشنن لاءِ گرافين-تبديل ٿيل گريفائيٽ فيلٽ جي شاندار اليڪٽرو ڪيميڪل ڪارڪردگي. جي. پاور. 338، 155-162. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.10.069 (2017).
گونزليز، زي.، ويزيريانو، ايس.، ڊائنيسڪو، جي.، بلانڪو، سي. ۽ سينٽاماريا، آر. ڪاربن نانو والز وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽرين ۾ نانو اسٽرڪچرڊ اليڪٽروڊ مواد جي طور تي پتلي فلمن کي ٺاهيندا آهن. گونزليز، زي.، ويزيريانو، ايس.، ڊائنيسڪو، جي.، بلانڪو، سي. ۽ سينٽاماريا، آر. ڪاربن نانو والز وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽرين ۾ نانو اسٽرڪچرڊ اليڪٽروڊ مواد جي طور تي پتلي فلمن کي ٺاهيندا آهن.گونزليز زي.، ويزيريانو ايس.، ڊائنسڪو جي.، بلانڪو سي. ۽ سينٽاماريا آر. وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽرين ۾ نانو اسٽرڪچرڊ اليڪٽروڊ مواد جي طور تي ڪاربن نانو والز جون پتلي فلمون.گونزليز زي.، ويزيريانو ايس.، ڊائنيسڪو جي.، بلانڪو ايس. ۽ سينٽاماريا آر. ڪاربن نانو وال فلمون وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽرين ۾ نانو اسٽرڪچرڊ اليڪٽروڊ مواد جي طور تي. نانو انرجي 1(6)، 833–839. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (2012).
اوپار، ڊي او، نانڪيا، آر.، لي، جي. ۽ جنگ، ايڇ. اعليٰ ڪارڪردگي واري وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽرين لاءِ ٽي-ڊائيمنشنل ميسوپورس گرافين-تبديل ٿيل ڪاربن فيلٽ. اوپار، ڊي او، نانڪيا، آر.، لي، جي. ۽ جنگ، ايڇ. اعليٰ ڪارڪردگي واري وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽرين لاءِ ٽي-ڊائيمنشنل ميسوپورس گرافين-تبديل ٿيل ڪاربن فيلٽ.اوپار ڊي او، نانڪيا آر.، لي جي.، ۽ ينگ ايڇ. اعليٰ ڪارڪردگي واري وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽرين لاءِ ٽي-ڊائيمنشنل گرافين-تبديل ٿيل ميسوپورس ڪاربن فيلٽ. 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。 اوپار، ڊي او، نانڪيا، آر، لي، جي ۽ جنگ، ايڇ.اوپار ڊي او، نانڪيا آر.، لي جي.، ۽ ينگ ايڇ. اعليٰ ڪارڪردگي واري وينڊيم ريڊوڪس فلو بيٽرين لاءِ ٽي-ڊائيمنشنل گرافين-تبديل ٿيل ميسوپورس ڪاربن فيلٽ.اليڪٽروڪيم. ايڪٽ 330، 135276. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (2020).