Nature.com پر جانے کا شکریہ۔آپ جس براؤزر کا ورژن استعمال کر رہے ہیں اسے محدود CSS سپورٹ حاصل ہے۔بہترین تجربے کے لیے، ہم تجویز کرتے ہیں کہ آپ ایک اپ ڈیٹ شدہ براؤزر استعمال کریں (یا انٹرنیٹ ایکسپلورر میں مطابقت موڈ کو غیر فعال کریں)۔اس دوران، مسلسل تعاون کو یقینی بنانے کے لیے، ہم سائٹ کو بغیر اسٹائل اور جاوا اسکرپٹ کے رینڈر کریں گے۔
ایک کیروسل ایک ہی وقت میں تین سلائیڈز دکھا رہا ہے۔ایک وقت میں تین سلائیڈوں سے گزرنے کے لیے پچھلے اور اگلے بٹنوں کا استعمال کریں، یا ایک وقت میں تین سلائیڈوں سے گزرنے کے لیے آخر میں سلائیڈر بٹن استعمال کریں۔
آل وینڈیم فلو تھرو ریڈوکس بیٹریاں (VRFBs) کی نسبتاً زیادہ قیمت ان کے وسیع استعمال کو محدود کرتی ہے۔الیکٹرو کیمیکل رد عمل کے حرکیات کو بہتر بنانے کے لیے VRFB کی مخصوص طاقت اور توانائی کی کارکردگی کو بڑھانے کی ضرورت ہوتی ہے، اس طرح VRFB کی kWh کی لاگت کو کم کیا جاتا ہے۔اس کام میں، ہائیڈرو تھرمل طور پر ترکیب شدہ ہائیڈریٹڈ ٹنگسٹن آکسائیڈ (HWO) نینو پارٹیکلز، C76 اور C76/HWO، کو کاربن کلاتھ الیکٹروڈز پر جمع کیا گیا اور VO2+/VO2+ ریڈوکس رد عمل کے لیے الیکٹرو کیٹیلسٹ کے طور پر تجربہ کیا گیا۔فیلڈ ایمیشن اسکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپی (FESEM)، انرجی ڈسپرسیو ایکس رے اسپیکٹروسکوپی (EDX)، ہائی ریزولوشن ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپی (HR-TEM)، ایکس رے ڈفریکشن (XRD)، ایکس رے فوٹو الیکٹران اسپیکٹروسکوپی (XPS)، انفراریڈ فوئیر ٹرانسفارم اسپیکٹروسکوپی (ایف ٹی آئی آر) اور رابطے کی پیمائش۔یہ پایا گیا ہے کہ HWO میں C76 فلرینز کا اضافہ برقی چالکتا کو بڑھا کر اور اس کی سطح پر آکسائڈائزڈ فنکشنل گروپس فراہم کر کے الیکٹروڈ کینیٹکس کو بہتر بنا سکتا ہے، اس طرح VO2+/VO2+ ریڈوکس رد عمل کو فروغ دیتا ہے۔HWO/C76 جامع (50 wt% C76) VO2+/VO2+ رد عمل کے لیے ΔEp کے 176 mV کے لیے بہترین انتخاب ثابت ہوا، جبکہ غیر علاج شدہ کاربن کلاتھ (UCC) 365 mV تھا۔اس کے علاوہ، HWO/C76 مرکب نے W-OH فنکشنل گروپ کی وجہ سے پرجیوی کلورین کے ارتقاء کے رد عمل پر ایک اہم روک تھام کا اثر دکھایا۔
شدید انسانی سرگرمیوں اور تیز رفتار صنعتی انقلاب نے بجلی کی غیر رکنے والی اعلی مانگ کو جنم دیا ہے، جس میں ہر سال تقریباً 3% اضافہ ہو رہا ہے۔کئی دہائیوں سے، توانائی کے ذرائع کے طور پر جیواشم ایندھن کے وسیع پیمانے پر استعمال نے گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج کو جنم دیا ہے جو گلوبل وارمنگ، پانی اور فضائی آلودگی میں معاون ہے، جس سے پورے ماحولیاتی نظام کو خطرہ ہے۔اس کے نتیجے میں، 20501 تک صاف اور قابل تجدید ہوا اور شمسی توانائی کی رسائی کل بجلی کے 75% تک پہنچنے کی امید ہے۔ تاہم، جب قابل تجدید ذرائع سے بجلی کا حصہ کل بجلی کی پیداوار کے 20% سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو گرڈ غیر مستحکم ہو جاتا ہے۔
توانائی کے ذخیرہ کرنے والے تمام نظاموں میں جیسے ہائبرڈ وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری2، آل وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری (VRFB) نے اپنے بہت سے فوائد کی وجہ سے سب سے زیادہ تیزی سے ترقی کی ہے اور اسے طویل مدتی توانائی ذخیرہ کرنے کے لیے بہترین حل سمجھا جاتا ہے (تقریباً 30 سال)۔) قابل تجدید توانائی کے ساتھ مل کر اختیارات4۔یہ طاقت اور توانائی کی کثافت کی علیحدگی، تیز ردعمل، طویل سروس لائف، اور لی-آئن اور لیڈ ایسڈ بیٹریوں کے لیے $93-140/kWh کے مقابلے میں $65/kWh کی نسبتاً کم سالانہ لاگت اور 279-420 امریکی ڈالر فی kWh کی وجہ سے ہے۔بیٹری بالترتیب 4.
تاہم، ان کی بڑے پیمانے پر کمرشلائزیشن اب بھی ان کے نسبتاً زیادہ سسٹم کیپٹل لاگت کی وجہ سے محدود ہے، بنیادی طور پر سیل اسٹیک 4,5 کی وجہ سے۔اس طرح، دو آدھے عنصر کے رد عمل کی حرکیات کو بڑھا کر اسٹیک کی کارکردگی کو بہتر بنانے سے اسٹیک کے سائز کو کم کیا جاسکتا ہے اور اس طرح لاگت کو کم کیا جاسکتا ہے۔لہذا، الیکٹروڈ کی سطح پر تیز الیکٹران کی منتقلی ضروری ہے، جو الیکٹروڈ کے ڈیزائن، ساخت اور ساخت پر منحصر ہے اور اس کے لیے محتاط اصلاح کی ضرورت ہے۔اچھی کیمیائی اور الیکٹرو کیمیکل استحکام اور کاربن الیکٹروڈ کی اچھی برقی چالکتا کے باوجود، ان کے علاج نہ کیے جانے والے حرکیات آکسیجن فنکشنل گروپس اور ہائیڈرو فیلیکٹی 7,8 کی عدم موجودگی کی وجہ سے سست ہیں۔لہذا، دونوں الیکٹروڈ کے حرکیات کو بہتر بنانے کے لیے کاربن پر مبنی الیکٹروڈز، خاص طور پر کاربن نانو اسٹرکچرز اور میٹل آکسائیڈز کے ساتھ مختلف الیکٹروکیٹالیسٹس کو جوڑ دیا جاتا ہے، اس طرح VRFB الیکٹروڈ کی حرکیات میں اضافہ ہوتا ہے۔
C76 پر اپنے پچھلے کام کے علاوہ، ہم نے پہلے VO2+/VO2+، چارج ٹرانسفر کے لیے اس فلرین کی بہترین الیکٹروکیٹلیٹک سرگرمی کی اطلاع دی، گرمی سے علاج کیے جانے والے اور غیر علاج شدہ کاربن کپڑے کے مقابلے۔مزاحمت میں 99.5% اور 97% کی کمی ہوئی ہے۔C76 کے مقابلے VO2+/VO2+ ردعمل کے لیے کاربن مواد کی اتپریرک کارکردگی ٹیبل S1 میں دکھائی گئی ہے۔دوسری طرف، بہت سے دھاتی آکسائیڈ جیسے CeO225, ZrO226, MoO327, NiO28, SnO229, Cr2O330 اور WO331, 32, 33, 34, 35, 36, 37 استعمال کیے گئے ہیں کیونکہ ان میں زیادہ گیلے پن اور کام کی کثرت ہے۔، 38. گروپ۔VO2+/VO2+ رد عمل میں ان دھاتی آکسائیڈز کی اتپریرک سرگرمی ٹیبل S2 میں پیش کی گئی ہے۔WO3 اپنی کم لاگت، تیزابی میڈیا میں اعلی استحکام، اور اعلی اتپریرک سرگرمی 31,32,33,34,35,36,37,38 کی وجہ سے قابل ذکر تعداد میں کاموں میں استعمال ہوا ہے۔تاہم، WO3 کی وجہ سے کیتھوڈک حرکیات میں بہتری غیر معمولی ہے۔WO3 کی چالکتا کو بہتر بنانے کے لیے، کیتھوڈک سرگرمی پر کم ٹنگسٹن آکسائیڈ (W18O49) کے استعمال کے اثر کا تجربہ کیا گیا۔ہائیڈریٹڈ ٹنگسٹن آکسائیڈ (HWO) کا VRFB ایپلی کیشنز میں کبھی تجربہ نہیں کیا گیا، حالانکہ یہ اینہائیڈروس WOx39,40 کے مقابلے میں تیزی سے کیٹیشن پھیلاؤ کی وجہ سے سپر کیپیسیٹر ایپلی کیشنز میں بڑھتی ہوئی سرگرمی کو ظاہر کرتا ہے۔تھرڈ جنریشن وینیڈیم ریڈوکس فلو بیٹری بیٹری کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور الیکٹرولائٹ میں وینیڈیم آئنوں کی حل پذیری اور استحکام کو بہتر بنانے کے لیے HCl اور H2SO4 پر مشتمل مخلوط ایسڈ الیکٹرولائٹ کا استعمال کرتی ہے۔تاہم، پرجیوی کلورین ارتقاء کا رد عمل تیسری نسل کے نقصانات میں سے ایک بن گیا ہے، لہذا کلورین کی تشخیص کے رد عمل کو روکنے کے طریقوں کی تلاش کئی تحقیقی گروپوں کی توجہ کا مرکز بن گئی ہے۔
یہاں، پرجیوی کلورین ارتقاء کو دباتے ہوئے کمپوزٹ کی برقی چالکتا اور الیکٹروڈ کی سطح کے ریڈوکس کائینیٹکس کے درمیان توازن تلاش کرنے کے لیے کاربن کلاتھ الیکٹروڈ پر جمع HWO/C76 کمپوزٹ پر VO2+/VO2+ رد عمل کے ٹیسٹ کیے گئے۔ردعمل (CER)۔ہائیڈریٹڈ ٹنگسٹن آکسائڈ (HWO) نینو پارٹیکلز کو ایک سادہ ہائیڈرو تھرمل طریقہ سے ترکیب کیا گیا تھا۔تجربات ایک مخلوط ایسڈ الیکٹرولائٹ (H2SO4/HCl) میں کیے گئے تاکہ عملی طور پر تیسری نسل کے VRFB (G3) کی تقلید کی جا سکے اور پرجیوی کلورین ارتقاء کے رد عمل پر HWO کے اثر کی تحقیقات کی جا سکیں۔
وینڈیم (IV) سلفیٹ ہائیڈریٹ (VOSO4, 99.9%, Alfa-Aeser), سلفورک ایسڈ (H2SO4), ہائیڈروکلورک ایسڈ (HCl), dimethylformamide (DMF, Sigma-Aldrich), polyvinylidene fluoride (PVDF, Sigma)-Aldrich, %9 99.9.9.9.9.9%, Aldrich, 99.9% اس تحقیق میں سگما الڈرچ) اور ہائیڈرو فیلک کاربن کلاتھ ELAT (فیول سیل اسٹور) کا استعمال کیا گیا۔
ہائیڈریٹڈ ٹنگسٹن آکسائیڈ (HWO) کو ہائیڈرو تھرمل ری ایکشن 43 کے ذریعے تیار کیا گیا تھا جس میں 2 جی Na2WO4 نمک کو 12 ملی لیٹر H2O میں گھلایا گیا تھا تاکہ ایک بے رنگ محلول دیا جا سکے، پھر 12 ملی لیٹر 2 M HCl کو ڈراپ وائز میں ملا کر ہلکا پیلا سسپنشن دیا جائے۔سلری کو ٹیفلون لیپت سٹینلیس سٹیل آٹوکلیو میں رکھا گیا تھا اور ہائیڈرو تھرمل ردعمل کے لیے 3 گھنٹے کے لیے 180 ° C پر ایک تندور میں رکھا گیا تھا۔باقیات کو فلٹریشن کے ذریعے اکٹھا کیا گیا، ایتھنول اور پانی سے 3 بار دھویا گیا، 70 ° C پر ~ 3 گھنٹے کے لیے اوون میں خشک کیا گیا، اور پھر نیلے بھوری رنگ کا HWO پاؤڈر دینے کے لیے تراش لیا گیا۔
حاصل شدہ (غیر علاج شدہ) کاربن کلاتھ الیکٹروڈ (سی سی ٹی) کو ٹیوب فرنس میں 450 ° C پر ہوا میں 15 ºC/منٹ کی حرارتی شرح کے ساتھ 10 گھنٹے تک علاج شدہ CCs (TCC) حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔جیسا کہ پچھلے آرٹیکل 24 میں بیان کیا گیا ہے۔UCC اور TCC کو تقریباً 1.5 سینٹی میٹر چوڑا اور 7 سینٹی میٹر لمبا الیکٹروڈ میں کاٹا گیا تھا۔C76, HWO, HWO-10% C76, HWO-30% C76 اور HWO-50% C76 کی معطلیاں PVDF بائنڈر کے 20 mg .% (~2.22 mg) کو ~ 1 ml DMF میں شامل کر کے تیار کی گئیں اور یکسانیت کو بہتر بنانے کے لیے 1 گھنٹے کے لیے سونیکیٹ کی گئیں۔C76 کے 2 ملی گرام، HWO اور HWO-C76 مرکبات کو ترتیب وار تقریباً 1.5 cm2 کے UCC ایکٹو الیکٹروڈ ایریا پر لگایا گیا تھا۔تمام اتپریرک کو UCC الیکٹروڈز پر لوڈ کیا گیا تھا اور TCC کا استعمال صرف موازنہ کے مقاصد کے لیے کیا گیا تھا، جیسا کہ ہمارے پچھلے کام سے ظاہر ہوتا ہے کہ گرمی کے علاج کی ضرورت نہیں تھی۔زیادہ یکساں اثر کے لیے 100 µl سسپنشن (لوڈ 2 ملی گرام) کو برش کرکے امپریشن سیٹلنگ حاصل کی گئی۔پھر تمام الیکٹروڈ کو ایک تندور میں 60 ° C پر راتوں رات خشک کر دیا گیا۔درست اسٹاک لوڈنگ کو یقینی بنانے کے لیے الیکٹروڈز کو آگے اور پیچھے کی پیمائش کی جاتی ہے۔ایک مخصوص ہندسی رقبہ (~ 1.5 سینٹی میٹر 2) رکھنے اور کیپلیری اثر کی وجہ سے الیکٹروڈ میں وینیڈیم الیکٹرولائٹ کے اضافے کو روکنے کے لیے، فعال مواد پر پیرافین کی ایک پتلی تہہ لگائی گئی تھی۔
فیلڈ ایمیشن اسکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپی (FESEM، Zeiss SEM Ultra 60, 5 kV) HWO سطح کی شکل کے مشاہدے کے لیے استعمال کی گئی تھی۔Feii8SEM (EDX، Zeiss Inc.) سے لیس ایک توانائی پھیلانے والا ایکس رے سپیکٹرومیٹر UCC الیکٹروڈز پر HWO-50%C76 عناصر کا نقشہ بنانے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔ہائی ریزولیوشن ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپ (HR-TEM, JOEL JEM-2100) جو 200 kV کے تیز رفتار وولٹیج پر کام کرتا ہے اسے ہائی ریزولوشن HWO پارٹیکلز اور ڈفریکشن رِنگز کی تصویر بنانے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔Crystallography Toolbox (CrysTBox) سافٹ ویئر HWO رنگ ڈفریکشن پیٹرن کا تجزیہ کرنے اور XRD پیٹرن کے ساتھ نتائج کا موازنہ کرنے کے لیے ringGUI فنکشن کا استعمال کرتا ہے۔UCC اور TCC کی ساخت اور گرافٹائزیشن کا تجزیہ ایکس رے ڈفریکشن (XRD) کے ذریعے 2.4°/منٹ کی اسکین کی شرح سے 5° سے 70° تک Cu Kα (λ = 1.54060 Å) کے ساتھ ایک Panalytical X-ray diffractometer (ماڈل 3600) کے ذریعے کیا گیا۔XRD نے HWO کا کرسٹل ڈھانچہ اور مرحلہ دکھایا۔PANalytical X'Pert HighScore سافٹ ویئر کا استعمال HWO چوٹیوں کو ڈیٹا بیس45 میں دستیاب ٹنگسٹن آکسائیڈ نقشوں سے ملانے کے لیے کیا گیا تھا۔HWO کے نتائج کا TEM کے نتائج سے موازنہ کیا گیا۔HWO نمونوں کی کیمیائی ساخت اور حالت کا تعین ایکس رے فوٹو الیکٹران سپیکٹروسکوپی (XPS، ESCALAB 250Xi، ThermoScientific) کے ذریعے کیا گیا تھا۔CASA-XPS سافٹ ویئر (v 2.3.15) کو چوٹی کے ڈیکنولوشن اور ڈیٹا کے تجزیہ کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔HWO اور HWO-50%C76 کے سطحی فنکشنل گروپس کا تعین کرنے کے لیے، فوئیر ٹرانسفارم انفراریڈ سپیکٹروسکوپی (FTIR، Perkin Elmer spectrometer, KBr FTIR کا استعمال کرتے ہوئے) کا استعمال کرتے ہوئے پیمائش کی گئی۔نتائج کا موازنہ XPS کے نتائج سے کیا گیا۔رابطہ زاویہ کی پیمائش (KRUSS DSA25) بھی الیکٹروڈ کے گیلے ہونے کی خصوصیت کے لئے استعمال کی گئیں۔
تمام الیکٹرو کیمیکل پیمائش کے لیے، ایک بایولوجک SP 300 ورک سٹیشن استعمال کیا گیا تھا۔سائکلک وولٹامیٹری (CV) اور الیکٹرو کیمیکل امپیڈینس اسپیکٹروسکوپی (EIS) کا استعمال VO2+/VO2+ ریڈوکس ری ایکشن کے الیکٹروڈ کائینیٹکس اور رد عمل کی شرح پر ریجنٹ ڈفیوژن (VOSO4(VO2+)) کے اثر کا مطالعہ کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔دونوں طریقوں میں 1 M H2SO4 + 1 M HCl (تیزاب کا مرکب) میں 0.1 M VOSO4 (V4+) کے الیکٹرولائٹ ارتکاز کے ساتھ تین الیکٹروڈ سیل کا استعمال کیا گیا۔پیش کردہ تمام الیکٹرو کیمیکل ڈیٹا کو IR درست کیا گیا ہے۔ایک سنترپت کیلومیل الیکٹروڈ (SCE) اور ایک پلاٹینم (Pt) کنڈلی بالترتیب حوالہ اور کاؤنٹر الیکٹروڈ کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔CV کے لیے، 5، 20، اور 50 mV/s کے اسکین ریٹ (ν) VO2+/VO2+ ممکنہ ونڈو پر (0–1) V بمقابلہ SCE کے لیے لاگو کیے گئے، پھر SHE کو پلاٹ کے لیے ایڈجسٹ کیا گیا (VSCE = 0.242 V بمقابلہ HSE)۔الیکٹروڈ سرگرمی کی برقراری کا مطالعہ کرنے کے لیے، UCC، TCC، UCC-C76، UCC-HWO، اور UCC-HWO-50% C76 کے لیے ν 5 mV/s پر بار بار سائکلک CVs کیے گئے۔EIS پیمائش کے لیے، VO2+/VO2+ ریڈوکس ری ایکشن کی فریکوئنسی رینج 0.01-105 Hz تھی، اور اوپن سرکٹ وولٹیج (OCV) پر وولٹیج کی گڑبڑ 10 mV تھی۔نتائج کی مستقل مزاجی کو یقینی بنانے کے لیے ہر تجربہ کو 2-3 بار دہرایا گیا۔متضاد شرح مستحکم (k0) نکلسن طریقہ 46,47 کے ذریعہ حاصل کیے گئے تھے۔
ہائیڈریٹڈ ٹنگسٹن آکسائیڈ (HVO) کو ہائیڈرو تھرمل طریقہ سے کامیابی کے ساتھ ترکیب کیا گیا ہے۔انجیر میں SEM تصویر۔1a ظاہر کرتا ہے کہ جمع شدہ HWO نینو پارٹیکلز کے جھرمٹ پر مشتمل ہے جس کے سائز 25-50 nm ہیں۔
HWO کا ایکس رے پھیلاؤ کا نمونہ بالترتیب ~23.5° اور ~47.5° پر چوٹیوں (001) اور (002) کو دکھاتا ہے، جو کہ نان اسٹوچیومیٹرک WO2.63 (W32O84) (PDF 077–0810، a = 21.4Å, c = 21. Å, 7. Å = 3. Å = 7.4) کی خصوصیت ہیں۔ β = γ = 90°)، جو ان کے صاف نیلے رنگ سے مطابقت رکھتا ہے (تصویر 1b) 48.49۔تقریباً 20.5°، 27.1°، 28.1°، 30.8°، 35.7°، 36.7° اور 52.7° کی دیگر چوٹیوں کو (140)، (620)، (350)، (720)، (740)، (560°) کو تفویض کیا گیا تھا۔) ) اور (970) بالترتیب WO2.63 سے آرتھوگونل ڈفریکشن طیارے۔سونگارا وغیرہ نے بھی یہی مصنوعی طریقہ استعمال کیا تھا۔43 ایک سفید پروڈکٹ حاصل کرنے کے لیے، جو WO3(H2O)0.333 کی موجودگی سے منسوب تھا۔تاہم، اس کام میں، مختلف حالات کی وجہ سے، ایک نیلے رنگ کی پروڈکٹ حاصل کی گئی، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ WO3(H2O)0.333 (PDF 087-1203، a = 7.3 Å، b = 12.5 Å، c = 7 .7 Å، α = β = γ = thegsten 90°) اور آکسائیڈ کی شکل کو کم کریں۔X'Pert HighScore سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے نیم مقداری تجزیہ نے 26% WO3(H2O)0.333:74% W32O84 دکھایا۔چونکہ W32O84 W6+ اور W4+ (1.67:1 W6+:W4+) پر مشتمل ہے، W6+ اور W4+ کا تخمینہ بالترتیب تقریباً 72% W6+ اور 28% W4+ ہے۔SEM امیجز، نیوکلئس لیول پر 1 سیکنڈ کا XPS سپیکٹرا، TEM امیجز، FTIR سپیکٹرا، اور C76 پارٹیکلز کا رامان سپیکٹرا ہمارے پچھلے مضمون میں پیش کیا گیا تھا۔Kawada et al. کے مطابق، Toluene کو ہٹانے کے بعد C76 کے ایکس رے کے 50,51 پھیلاؤ نے FCC کی مونوکلینک ساخت کو ظاہر کیا۔
انجیر میں SEM تصاویر۔2a اور b سے پتہ چلتا ہے کہ HWO اور HWO-50% C76 کو کامیابی کے ساتھ UCC الیکٹروڈ کے کاربن ریشوں پر اور ان کے درمیان جمع کیا گیا تھا۔انجیر میں SEM امیجز پر ٹنگسٹن، کاربن اور آکسیجن کے EDX عنصر کے نقشے۔2c کو انجیر میں دکھایا گیا ہے۔2d-f اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ ٹنگسٹن اور کاربن یکساں طور پر مخلوط ہیں (ایک جیسی تقسیم دکھا رہے ہیں) پورے الیکٹروڈ کی سطح پر اور جمع کرنے کے طریقہ کار کی نوعیت کی وجہ سے مرکب یکساں طور پر جمع نہیں ہوتا ہے۔
جمع کردہ HWO ذرات (a) اور HWO-C76 ذرات (b) کی SEM تصاویر۔HWO-C76 پر EDX میپنگ UCC پر بھری ہوئی تصویر (c) میں رقبہ استعمال کرتے ہوئے نمونے میں ٹنگسٹن (d)، کاربن (e) اور آکسیجن (f) کی تقسیم کو ظاہر کرتی ہے۔
HR-TEM کو ہائی میگنیفیکیشن امیجنگ اور کرسٹاللوگرافک معلومات (شکل 3) کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔HWO نانو کیوب مورفولوجی کو دکھاتا ہے جیسا کہ تصویر 3a میں دکھایا گیا ہے اور تصویر 3b میں زیادہ واضح طور پر۔منتخب علاقوں کے پھیلاؤ کے لیے نانو کیوب کو بڑھا کر، کوئی بھی گریٹنگ ڈھانچہ اور پھیلاؤ والے طیاروں کا تصور کر سکتا ہے جو بریگ قانون کو پورا کرتے ہیں، جیسا کہ تصویر 3c میں دکھایا گیا ہے، جو مواد کی کرسٹل پن کی تصدیق کرتا ہے۔تصویر 3c کے انسیٹ میں بالترتیب 43,44,49 WO3(H2O) 0.333 اور W32O84 مراحل میں پائے جانے والے (022) اور (620) تفاوت طیاروں کے مساوی فاصلہ d 3.3 Å دکھاتا ہے۔یہ اوپر بیان کردہ XRD تجزیہ سے مطابقت رکھتا ہے (تصویر 1b) کیونکہ مشاہدہ شدہ گریٹنگ ہوائی جہاز کا فاصلہ d (تصویر 3c) HWO نمونے میں سب سے مضبوط XRD چوٹی کے مساوی ہے۔نمونے کے حلقے بھی انجیر میں دکھائے گئے ہیں۔3d، جہاں ہر انگوٹھی ایک الگ طیارے سے مساوی ہے۔WO3(H2O)0.333 اور W32O84 ہوائی جہاز بالترتیب سفید اور نیلے رنگ کے ہیں، اور ان کی متعلقہ XRD چوٹیوں کو بھی تصویر 1b میں دکھایا گیا ہے۔انگوٹھی کے خاکے میں دکھائی گئی پہلی انگوٹھی (022) یا (620) ڈفریکشن ہوائی جہاز کے ایکس رے پیٹرن میں پہلی نشان زد چوٹی کے مساوی ہے۔(022) سے (402) رنگوں تک، d-اسپیسنگ کی قدریں 3.30، 3.17، 2.38، 1.93، اور 1.69 Å ہیں، جو 3.30، 3.17، 2، 45، 1.93 کی XRD اقدار کے ساتھ مطابقت رکھتی ہیں۔اور 1.66 Å، جو بالترتیب 44، 45 کے برابر ہے۔
(a) HWO کی HR-TEM امیج، (b) ایک بڑی تصویر دکھاتی ہے۔گریٹنگ طیاروں کی تصاویر (c) میں دکھائی گئی ہیں، inset (c) طیاروں کی ایک بڑی تصویر اور (002) اور (620) طیاروں کے مطابق 0.33 nm کی پچ d دکھاتی ہے۔(d) HWO رنگ پیٹرن WO3(H2O)0.333 (سفید) اور W32O84 (نیلے) سے وابستہ ہوائی جہاز دکھا رہا ہے۔
ایکس پی ایس تجزیہ ٹنگسٹن کی سطح کی کیمسٹری اور آکسیکرن حالت کا تعین کرنے کے لیے کیا گیا تھا (اعداد و شمار S1 اور 4)۔ترکیب شدہ HWO کی وسیع رینج XPS اسکین سپیکٹرم کو شکل S1 میں دکھایا گیا ہے، جو ٹنگسٹن کی موجودگی کی نشاندہی کرتا ہے۔W 4f اور O 1s بنیادی سطحوں کا XPS تنگ اسکین سپیکٹرا انجیر میں دکھایا گیا ہے۔بالترتیب 4a اور b۔W 4f سپیکٹرم W آکسیڈیشن حالت کی پابند توانائیوں کے مساوی دو سپن مدار ڈبلٹس میں تقسیم ہوتا ہے۔اور W 4f7/2 پر 36.6 اور 34.9 eV بالترتیب 40 کی W4+ حالت کی خصوصیت ہیں۔0.333۔نصب شدہ اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ W6+ اور W4+ کے جوہری فیصد بالترتیب 85% اور 15% ہیں، جو دونوں طریقوں کے درمیان فرق کو مدنظر رکھتے ہوئے XRD ڈیٹا سے تخمینہ شدہ اقدار کے قریب ہیں۔دونوں طریقے کم درستگی کے ساتھ مقداری معلومات فراہم کرتے ہیں، خاص طور پر XRD۔نیز، یہ دونوں طریقے مواد کے مختلف حصوں کا تجزیہ کرتے ہیں کیونکہ XRD ایک بلک طریقہ ہے جبکہ XPS سطحی طریقہ ہے جو صرف چند نینو میٹر تک پہنچتا ہے۔O 1s سپیکٹرم کو دو چوٹیوں میں 533 (22.2%) اور 530.4 eV (77.8%) میں تقسیم کیا گیا ہے۔پہلا OH کے مساوی ہے، اور دوسرا WO میں جالی میں آکسیجن بانڈ سے۔OH فنکشنل گروپس کی موجودگی HWO کی ہائیڈریشن خصوصیات کے مطابق ہے۔
فنکشنل گروپس کی موجودگی اور ہائیڈریٹڈ HWO ڈھانچے میں پانی کے مالیکیولز کو مربوط کرنے کے لیے ان دو نمونوں پر ایک FTIR تجزیہ بھی کیا گیا۔نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ HWO-50% C76 نمونہ اور FT-IR HWO کے نتائج HWO کی موجودگی کی وجہ سے ایک جیسے دکھائی دیتے ہیں، لیکن تجزیہ کی تیاری میں استعمال ہونے والے نمونوں کی مختلف مقدار کی وجہ سے چوٹیوں کی شدت مختلف ہوتی ہے (تصویر 5a)۔) HWO-50% C76 ظاہر کرتا ہے کہ ٹنگسٹن آکسائیڈ کی چوٹی کے علاوہ تمام چوٹیوں کا تعلق فلرین 24 سے ہے۔ تفصیل انجیر میں۔5a سے پتہ چلتا ہے کہ دونوں نمونے ~ 710/cm پر ایک بہت مضبوط وسیع بینڈ کی نمائش کرتے ہیں جس کی وجہ HWO جالی ڈھانچے میں OWO اسٹریچنگ oscillations سے منسوب ہے، جس میں WO سے منسوب ~ 840/cm پر مضبوط کندھا ہے۔اسٹریچنگ وائبریشنز کے لیے، تقریباً 1610/سینٹی میٹر پر ایک تیز بینڈ کو OH کی موڑنے والی وائبریشنز سے منسوب کیا جاتا ہے، جب کہ تقریباً 3400/سینٹی میٹر پر ایک وسیع جذب بینڈ ہائیڈروکسیل گروپ43 میں OH کی اسٹریچنگ وائبریشنز سے منسوب ہے۔یہ نتائج انجیر میں XPS سپیکٹرا کے مطابق ہیں۔4b، جہاں WO فنکشنل گروپ VO2+/VO2+ ردعمل کے لیے فعال سائٹس فراہم کر سکتے ہیں۔
HWO اور HWO-50% C76 (a) کا FTIR تجزیہ، فنکشنل گروپس اور رابطہ زاویہ کی پیمائش (b, c) کی نشاندہی کی گئی۔
OH گروپ VO2+/VO2+ رد عمل کو بھی متحرک کر سکتا ہے، جبکہ الیکٹروڈ کی ہائیڈرو فیلیسیٹی کو بڑھاتا ہے، اس طرح بازی اور الیکٹران کی منتقلی کی شرح کو فروغ دیتا ہے۔جیسا کہ دکھایا گیا ہے، HWO-50% C76 نمونہ C76 کے لیے ایک اضافی چوٹی دکھاتا ہے۔~2905, 2375, 1705, 1607, اور 1445 cm3 کی چوٹیوں کو بالترتیب CH, O=C=O, C=O, C=C، اور CO اسٹریچنگ وائبریشنز کو تفویض کیا جا سکتا ہے۔یہ بات مشہور ہے کہ آکسیجن فنکشنل گروپس C=O اور CO وینیڈیم کے ریڈوکس رد عمل کے لیے فعال مراکز کے طور پر کام کر سکتے ہیں۔دو الیکٹروڈز کے گیلے ہونے کی جانچ اور موازنہ کرنے کے لیے، رابطہ زاویہ کی پیمائش لی گئی جیسا کہ تصویر 5b،c میں دکھایا گیا ہے۔HWO الیکٹروڈ نے فوری طور پر پانی کی بوندوں کو جذب کیا، جو دستیاب OH فنکشنل گروپس کی وجہ سے سپر ہائیڈرو فیلیسیٹی کی نشاندہی کرتا ہے۔HWO-50% C76 زیادہ ہائیڈروفوبک ہے، جس کا رابطہ زاویہ 10 سیکنڈ کے بعد تقریباً 135° ہے۔تاہم، الیکٹرو کیمیکل پیمائش میں، HWO-50%C76 الیکٹروڈ ایک منٹ سے بھی کم وقت میں مکمل طور پر گیلا ہو گیا۔گیلے ہونے کی پیمائش XPS اور FTIR کے نتائج کے ساتھ مطابقت رکھتی ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ HWO سطح پر زیادہ OH گروپ اسے نسبتاً زیادہ ہائیڈرو فیلک بناتے ہیں۔
HWO اور HWO-C76 nanocomposites کے VO2+/VO2+ رد عمل کا تجربہ کیا گیا اور یہ توقع کی گئی کہ HWO مخلوط تیزاب میں VO2+/VO2+ ردعمل میں کلورین کے ارتقاء کو دبا دے گا، اور C76 مطلوبہ VO2+/VO2+ ریڈوکس رد عمل کو مزید متحرک کرے گا۔HWO معطلی اور CCC میں %, 30%، اور 50% C76 تقریباً 2 mg/cm2 کی کل لوڈنگ کے ساتھ الیکٹروڈز پر جمع ہوئے۔
جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔6، الیکٹروڈ کی سطح پر VO2+/VO2+ رد عمل کے حرکیات کو CV کے ذریعے مخلوط تیزابی الیکٹرولائٹ میں جانچا گیا۔براہ راست گراف پر مختلف اتپریرک کے لیے ΔEp اور Ipa/Ipc کے آسان موازنہ کے لیے کرنٹ کو I/Ipa کے بطور دکھایا گیا ہے۔موجودہ ایریا یونٹ ڈیٹا کو شکل 2S میں دکھایا گیا ہے۔انجیر پر۔شکل 6a سے پتہ چلتا ہے کہ HWO الیکٹروڈ کی سطح پر VO2+/VO2+ ریڈوکس رد عمل کی الیکٹران کی منتقلی کی شرح کو قدرے بڑھاتا ہے اور پرجیوی کلورین ارتقاء کے رد عمل کو دباتا ہے۔تاہم، C76 نمایاں طور پر الیکٹران کی منتقلی کی شرح کو بڑھاتا ہے اور کلورین کے ارتقاء کے رد عمل کو متحرک کرتا ہے۔لہذا، HWO اور C76 کے صحیح طریقے سے تیار کردہ مرکب سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ بہترین سرگرمی اور کلورین کے ارتقاء کے رد عمل کو روکنے کی بہترین صلاحیت رکھتا ہے۔یہ پایا گیا کہ C76 کے مواد کو بڑھانے کے بعد، الیکٹروڈز کی الیکٹرو کیمیکل سرگرمی میں بہتری آئی، جیسا کہ ΔEp میں کمی اور Ipa/Ipc تناسب (ٹیبل S3) میں اضافہ سے ظاہر ہوتا ہے۔اس کی تصدیق تصویر 6d (ٹیبل S3) میں Nyquist پلاٹ سے نکالی گئی RCT اقدار سے بھی ہوئی، جو C76 کے بڑھتے ہوئے مواد کے ساتھ کم ہوتے پائے گئے۔یہ نتائج لی کے مطالعے سے بھی مطابقت رکھتے ہیں، جس میں میسوپورس WO3 میں میسوپورس کاربن کے اضافے نے VO2+/VO2+35 پر چارج ٹرانسفر کینیٹکس کو بہتر دکھایا۔اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ براہ راست رد عمل الیکٹروڈ چالکتا (C=C بانڈ) 18, 24, 35, 36, 37 پر زیادہ انحصار کر سکتا ہے۔ یہ [VO(H2O)5]2+ اور [VO2(H2O)4]+ کے درمیان کوآرڈینیشن جیومیٹری میں تبدیلی کی وجہ سے بھی ہو سکتا ہے، C76 ری ایکشن ری ایکشن سے توانائی کو کم کرتا ہے۔تاہم، یہ HWO الیکٹروڈ کے ساتھ ممکن نہیں ہوسکتا ہے۔
(a) 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl الیکٹرولائٹ میں مختلف HWO:C76 تناسب کے ساتھ UCC اور HWO-C76 مرکبات کے VO2+/VO2+ رد عمل کا سائیکلک وولٹامیٹرک رویہ (ν = 5 mV/s)۔(b) Randles-Sevchik اور (c) Nicholson VO2+/VO2+ طریقہ بازی کی کارکردگی کو جانچنے اور k0(d) اقدار حاصل کرنے کے لیے۔
نہ صرف HWO-50% C76 VO2+/VO2+ رد عمل کے لیے C76 جیسی تقریباً ایک ہی الیکٹروکٹیلیٹک سرگرمی کی نمائش کر رہا تھا، بلکہ مزید دلچسپ بات یہ ہے کہ اس نے C76 کے مقابلے کلورین کے ارتقاء کو بھی دبایا، جیسا کہ تصویر 6a میں دکھایا گیا ہے، اور تصویر میں چھوٹے نیم دائرے کو بھی ظاہر کرتا ہے۔6d (نچلے RCT)۔C76 نے HWO-50% C76 (ٹیبل S3) سے زیادہ ظاہری Ipa/Ipc ظاہر کیا، بہتر رد عمل کی تبدیلی کی وجہ سے نہیں، بلکہ SHE کے ساتھ 1.2 V پر کلورین میں کمی کے رد عمل کے چوٹی کے اوورلیپ کی وجہ سے۔ HWO کی بہترین کارکردگی- 50% C76 W-50% C76 کے درمیان اعلی درجے کے منفی اثرات اور W-6 کے درمیان منفی اثر کو منسوب کیا جاتا ہے۔ HWO پر H کیٹلیٹک فعالیت۔کلورین کا کم اخراج پورے سیل کی چارجنگ کی کارکردگی کو بہتر بنائے گا، جبکہ بہتر کائینیٹکس پورے سیل وولٹیج کی کارکردگی کو بہتر بنائے گا۔
مساوات S1 کے مطابق، بازی کے ذریعے کنٹرول کیے جانے والے نیم الٹنے والے (نسبتاً سست الیکٹران کی منتقلی) رد عمل کے لیے، چوٹی کرنٹ (IP) کا انحصار الیکٹرانوں کی تعداد (n)، الیکٹروڈ ایریا (A)، ڈفیوژن گتانک (D)، الیکٹرانوں کی منتقلی کے عدد (α) اور اسکیننگ کی رفتار (ν) پر ہوتا ہے۔جانچ شدہ مواد کے پھیلاؤ پر قابو پانے والے رویے کا مطالعہ کرنے کے لیے، IP اور ν1/2 کے درمیان تعلق کو پلاٹ کیا گیا اور تصویر 6b میں پیش کیا گیا۔چونکہ تمام مواد ایک لکیری تعلق ظاہر کرتے ہیں، اس لیے رد عمل کو بازی کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔چونکہ VO2+/VO2+ رد عمل نیم الٹنے والا ہے، اس لیے لکیر کی ڈھلوان پھیلاؤ کے عدد اور α (مساوات S1) کی قدر پر منحصر ہے۔چونکہ ڈفیوژن گتانک مستقل ہے (≈ 4 × 10–6 cm2/s)52، لکیر کی ڈھلوان میں فرق براہ راست α کی مختلف قدروں کی نشاندہی کرتا ہے، اور اسی لیے الیکٹروڈ کی سطح پر الیکٹران کی منتقلی کی شرح، جو C76 اور HWO -50% C76 کے لیے دکھائی گئی ہے سب سے تیز الیکٹرون ٹرانسفر کی شرح (سب سے زیادہ)۔
ٹیبل S3 (تصویر 6d) میں دکھائے گئے کم تعدد کے لیے شمار کیے گئے واربرگ ڈھلوان (W) میں تمام مواد کے لیے قدریں 1 کے قریب ہیں، جو ریڈوکس پرجاتیوں کے کامل پھیلاؤ کی نشاندہی کرتی ہیں اور ν1/2 کے مقابلے IP کے لکیری رویے کی تصدیق کرتی ہیں۔ CV کی پیمائش کی جاتی ہے۔HWO-50% C76 کے لیے، واربرگ ڈھلوان 1 سے 1.32 تک منحرف ہوتی ہے، جو نہ صرف ریجنٹ (VO2+) کے نیم لامحدود پھیلاؤ کی نشاندہی کرتی ہے، بلکہ الیکٹروڈ پوروسیٹی کی وجہ سے پھیلاؤ کے رویے میں پتلی پرت کے رویے کی ممکنہ شراکت کو بھی ظاہر کرتی ہے۔
VO2+/VO2+ ریڈوکس رد عمل کی الٹ جانے والی صلاحیت (الیکٹران کی منتقلی کی شرح) کا مزید تجزیہ کرنے کے لیے، معیاری شرح مستقل k041.42 کا تعین کرنے کے لیے نکلسن کواسی-ریورسیبل رد عمل کا طریقہ بھی استعمال کیا گیا۔یہ S2 مساوات کا استعمال کرتے ہوئے بغیر جہت کے متحرک پیرامیٹر Ψ کی تعمیر کے لیے کیا جاتا ہے، جو ΔEp کا ایک فنکشن ہے، ν-1/2 کے فنکشن کے طور پر۔جدول S4 ہر الیکٹروڈ مواد کے لیے حاصل کردہ Ψ اقدار کو ظاہر کرتا ہے۔نتائج (تصویر 6c) کو مساوات S3 کا استعمال کرتے ہوئے ہر پلاٹ کی ڈھلوان سے k0 × 104 cm/s حاصل کرنے کے لیے تیار کیا گیا تھا (ہر قطار کے آگے لکھا گیا اور ٹیبل S4 میں پیش کیا گیا)۔HWO-50% C76 میں سب سے زیادہ ڈھلوان پایا گیا (تصویر 6c)، اس طرح k0 کی زیادہ سے زیادہ قیمت 2.47 × 10–4 cm/s ہے۔اس کا مطلب یہ ہے کہ یہ الیکٹروڈ تیز ترین حرکیات حاصل کرتا ہے، جو تصویر 6a اور d اور ٹیبل S3 میں CV اور EIS کے نتائج سے مطابقت رکھتا ہے۔اس کے علاوہ، k0 کی قدر بھی RCT ویلیو (ٹیبل S3) کا استعمال کرتے ہوئے مساوات S4 کے Nyquist پلاٹ (تصویر 6d) سے حاصل کی گئی۔EIS کے ان k0 نتائج کا خلاصہ ٹیبل S4 میں دیا گیا ہے اور یہ بھی ظاہر کرتا ہے کہ HWO-50% C76 ہم آہنگی کے اثر کی وجہ سے سب سے زیادہ الیکٹران کی منتقلی کی شرح کو ظاہر کرتا ہے۔اگرچہ k0 قدریں ہر طریقہ کی مختلف اصلیت کی وجہ سے مختلف ہوتی ہیں، پھر بھی وہ ایک ہی ترتیب کی شدت اور مستقل مزاجی کو ظاہر کرتی ہیں۔
حاصل کردہ بہترین حرکیات کو مکمل طور پر سمجھنے کے لیے، یہ ضروری ہے کہ زیادہ سے زیادہ الیکٹروڈ مواد کا ان کوٹیڈ UCC اور TCC الیکٹروڈ سے موازنہ کیا جائے۔VO2+/VO2+ رد عمل کے لیے، HWO-C76 نے نہ صرف سب سے کم ΔEp اور بہتر الٹ جانے کا مظاہرہ کیا، بلکہ TCC کے مقابلے پرجیوی کلورین کے ارتقاء کے رد عمل کو بھی نمایاں طور پر دبایا، جیسا کہ کرنٹ سے SHE (تصویر 7a) کی نسبت 1.45 V پر ماپا گیا۔استحکام کے لحاظ سے، ہم نے فرض کیا کہ HWO-50% C76 جسمانی طور پر مستحکم تھا کیونکہ کیٹالسٹ کو PVDF بائنڈر کے ساتھ ملایا گیا تھا اور پھر کاربن کپڑے کے الیکٹروڈز پر لگایا گیا تھا۔HWO-50% C76 نے UCC (شکل 7b) کے لیے 50 mV کے مقابلے میں 150 سائیکلوں کے بعد 44 mV (انحطاط کی شرح 0.29 mV/سائیکل) کی چوٹی کی تبدیلی دکھائی۔یہ کوئی بڑا فرق نہیں ہوسکتا ہے، لیکن UCC الیکٹروڈ کی حرکیات بہت سست ہیں اور سائیکلنگ کے ساتھ انحطاط پذیر ہوتی ہیں، خاص طور پر الٹ رد عمل کے لیے۔اگرچہ TCC کی الٹنے کی صلاحیت UCC کی نسبت بہت بہتر ہے، TCC میں 150 سائیکلوں کے بعد 73 mV کی ایک بڑی چوٹی شفٹ پائی گئی، جو اس کی سطح پر بننے والی کلورین کی بڑی مقدار کی وجہ سے ہو سکتی ہے۔تاکہ اتپریرک الیکٹروڈ کی سطح پر اچھی طرح سے قائم رہے۔جیسا کہ جانچے گئے تمام الیکٹروڈز سے دیکھا جا سکتا ہے، یہاں تک کہ معاون اتپریرک کے بغیر الیکٹروڈس نے بھی سائیکلنگ کی عدم استحکام کی مختلف ڈگریوں کو ظاہر کیا، جو تجویز کرتا ہے کہ سائیکلنگ کے دوران چوٹی کی علیحدگی میں تبدیلی کیٹالسٹ کی علیحدگی کے بجائے کیمیائی تبدیلیوں کی وجہ سے مواد کے غیر فعال ہونے کی وجہ سے ہے۔اس کے علاوہ، اگر اتپریرک ذرات کی ایک بڑی مقدار کو الیکٹروڈ کی سطح سے الگ کیا جائے، تو اس کے نتیجے میں چوٹی کی علیحدگی میں نمایاں اضافہ ہوگا (صرف 44 mV نہیں)، کیونکہ سبسٹریٹ (UCC) VO2+/VO2+ ریڈوکس رد عمل کے لیے نسبتاً غیر فعال ہے۔
UCC (a) کے مقابلے بہترین الیکٹروڈ مواد کے CV کا موازنہ اور VO2+/VO2+ ریڈوکس رد عمل (b) کی استحکام۔ν = 5 mV/s تمام CVs کے لیے 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl الیکٹرولائٹ۔
VRFB ٹیکنالوجی کی اقتصادی کشش کو بڑھانے کے لیے، اعلی توانائی کی کارکردگی کے حصول کے لیے وینڈیم ریڈوکس رد عمل کے حرکیات کو پھیلانا اور سمجھنا ضروری ہے۔کمپوزٹ HWO-C76 تیار کیے گئے تھے اور VO2+/VO2+ رد عمل پر ان کے الیکٹروکیٹلیٹک اثر کا مطالعہ کیا گیا تھا۔HWO نے مخلوط تیزابی الیکٹرولائٹس میں بہت کم حرکیاتی اضافہ دکھایا لیکن کلورین ارتقاء کو نمایاں طور پر دبایا۔HWO: C76 کے مختلف تناسب HWO پر مبنی الیکٹروڈ کے حرکیات کو مزید بہتر بنانے کے لیے استعمال کیے گئے۔C76 کو HWO میں بڑھانے سے ترمیم شدہ الیکٹروڈ پر VO2+/VO2+ رد عمل کے الیکٹران ٹرانسفر کینیٹکس میں بہتری آتی ہے، جن میں سے HWO-50% C76 بہترین مواد ہے کیونکہ یہ چارج ٹرانسفر مزاحمت کو کم کرتا ہے اور C76 اور TCC ڈپازٹ کے مقابلے کلورین کو مزید دباتا ہے۔.یہ C=C sp2 ہائبرڈائزیشن، OH اور W-OH فنکشنل گروپس کے درمیان ہم آہنگی کے اثر کی وجہ سے ہے۔HWO-50% C76 کی بار بار سائیکل چلانے کے بعد انحطاط کی شرح 0.29 mV/cycle پائی گئی، جبکہ UCC اور TCC کی تنزلی کی شرح بالترتیب 0.33 mV/cycle اور 0.49 mV/cycle ہے، جو اسے بہت مستحکم بناتی ہے۔مخلوط ایسڈ الیکٹرولائٹس میںپیش کردہ نتائج تیز رفتار حرکیات اور اعلی استحکام کے ساتھ VO2+/VO2+ ردعمل کے لیے اعلیٰ کارکردگی والے الیکٹروڈ مواد کی کامیابی سے شناخت کرتے ہیں۔یہ آؤٹ پٹ وولٹیج میں اضافہ کرے گا، اس طرح VRFB کی توانائی کی کارکردگی میں اضافہ ہوگا، اس طرح اس کی مستقبل کی تجارتی کاری کی لاگت میں کمی آئے گی۔
موجودہ مطالعہ میں استعمال شدہ اور/یا تجزیہ کردہ ڈیٹاسیٹس متعلقہ مصنفین سے معقول درخواست پر دستیاب ہیں۔
Luderer G. et al.کم کاربن توانائی کے عالمی منظرناموں میں ہوا اور شمسی توانائی کا تخمینہ لگانا: ایک تعارف۔توانائی کی بچت.64، 542–551۔https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (2017)۔
Lee, HJ, Park, S. & Kim, H. وینیڈیم/مینگنیج ریڈوکس فلو بیٹری کی کارکردگی پر MnO2 ورن کے اثر کا تجزیہ۔ Lee, HJ, Park, S. & Kim, H. وینیڈیم/مینگنیج ریڈوکس فلو بیٹری کی کارکردگی پر MnO2 ورن کے اثر کا تجزیہ۔لی، ایچ جے، پارک، ایس اور کم، ایچ وینیڈیم مینگنیج ریڈوکس فلو بیٹری کی کارکردگی پر MnO2 جمع کرنے کے اثر کا تجزیہ۔ 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, H. MnO2Lee, HJ, Park, S. and Kim, H. وینیڈیم مینگنیج ریڈوکس فلو بیٹریوں کی کارکردگی پر MnO2 جمع کرنے کے اثر کا تجزیہ۔J. الیکٹرو کیمسٹری۔سوشلسٹ پارٹی۔165(5), A952-A956۔https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (2018)۔
شاہ, AA, Tangirala, R., Singh, R., Wills, RGA & Walsh, FC آل وینڈیم فلو بیٹری کے لیے ایک متحرک یونٹ سیل ماڈل۔ شاہ, AA, Tangirala, R., Singh, R., Wills, RGA & Walsh, FC آل وینڈیم فلو بیٹری کے لیے ایک متحرک یونٹ سیل ماڈل۔شاہ اے اے، تانگیرالا آر، سنگھ آر، ولز آر جی۔اور والش ایف کے آل وینڈیم فلو بیٹری کے ابتدائی سیل کا ایک متحرک ماڈل۔ 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۔ شاہ، اے اے، تانگیرالا، آر، سنگھ، آر، ولز، آر جی اے اینڈ والش، ایف سی۔شاہ اے اے، تانگیرالا آر، سنگھ آر، ولز آر جی۔اور والش ایف کے ماڈل ایک آل وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری کا متحرک سیل۔J. الیکٹرو کیمسٹری۔سوشلسٹ پارٹی۔158(6)، A671۔https://doi.org/10.1149/1.3561426 (2011)۔
Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM ان سیٹو ممکنہ تقسیم کی پیمائش اور آل وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری کے لیے توثیق شدہ ماڈل۔ Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM ان سیٹو ممکنہ تقسیم کی پیمائش اور آل وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری کے لیے توثیق شدہ ماڈل۔گانڈومی، یو۔A., Aaron, DS, Zavodzinski, TA اور Mench, MM ان سیٹو ممکنہ تقسیم کی پیمائش اور آل وینڈیم فلو بیٹری ریڈوکس پوٹینشل کے لیے توثیق شدہ ماڈل۔ Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM.全vanadium oxidase redox液流液的原位ممکنہ تقسیم کی پیمائش اور توثیق کا ماڈل۔گانڈومی، یو۔A., Aaron, DS, Zavodzinski, TA اور Mench, MM ماڈل کی پیمائش اور آل وینڈیم فلو ریڈوکس بیٹریوں کے لیے اندرونی ممکنہ تقسیم کی تصدیق۔J. الیکٹرو کیمسٹری۔سوشلسٹ پارٹی۔163(1), A5188-A5201۔https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (2016)۔
Tsushima, S. & Suzuki, T. الیکٹروڈ آرکیٹیکچر کو بہتر بنانے کے لیے انٹرڈیجیٹڈ فلو فیلڈ کے ساتھ وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری کی ماڈلنگ اور تخروپن۔ Tsushima, S. & Suzuki, T. الیکٹروڈ آرکیٹیکچر کو بہتر بنانے کے لیے انٹرڈیجیٹڈ فلو فیلڈ کے ساتھ وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری کی ماڈلنگ اور تخروپن۔Tsushima, S. اور Suzuki, T. الیکٹروڈ آرکیٹیکچر کی اصلاح کے لیے کاؤنٹر پولرائزڈ فلو کے ساتھ فلو تھرو وینیڈیم ریڈوکس بیٹری کی ماڈلنگ اور تخروپن۔ 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.Tsushima, S. اور Suzuki, T. الیکٹروڈ ڈھانچے کی اصلاح کے لیے کاؤنٹر پن فلو فیلڈز کے ساتھ وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں کی ماڈلنگ اور تخروپن۔J. الیکٹرو کیمسٹری۔سوشلسٹ پارٹی۔167(2)، 020553۔ https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (2020)۔
Sun, B. & Skyllas-Kazacos, M. وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری ایپلی کیشن کے لیے گریفائٹ الیکٹروڈ مواد کی ترمیم—I۔ Sun, B. & Skyllas-Kazacos, M. وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری ایپلی کیشن کے لیے گریفائٹ الیکٹروڈ مواد کی ترمیم—I۔Sun, B. and Scyllas-Kazakos, M. وینڈیم ریڈوکس بیٹریوں کے لیے گریفائٹ الیکٹروڈ مواد کی ترمیم – I. 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. وینڈیم آکسیڈیشن کمی مائع بیٹری ایپلی کیشن میں 石墨 الیکٹروڈ مواد کی ترمیم——I.Sun, B. اور Scyllas-Kazakos, M. وینڈیم ریڈوکس بیٹریوں میں استعمال کے لیے گریفائٹ الیکٹروڈ مواد کی ترمیم – I۔گرمی کا علاج الیکٹرو کیم۔ایکٹا 37(7)، 1253-1260۔https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (1992)۔
Liu, T., Li, X., Zhang, H. & Chen, J. بہتر پاور کثافت کے ساتھ وینڈیم فلو بیٹریوں (VFBs) کی طرف الیکٹروڈ مواد پر پیشرفت۔ Liu, T., Li, X., Zhang, H. & Chen, J. بہتر پاور کثافت کے ساتھ وینڈیم فلو بیٹریوں (VFBs) کی طرف الیکٹروڈ مواد پر پیشرفت۔Liu, T., Li, X., Zhang, H. اور Chen, J. بہتر پاور کثافت کے ساتھ وینڈیم فلو بیٹریوں (VFB) میں الیکٹروڈ مواد میں پیش رفت۔ 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. لیو، ٹی، لی، ایکس، ژانگ، ایچ اور چن، جے۔Liu, T., Li, S., Zhang, H. اور Chen, J. بڑھتی ہوئی طاقت کی کثافت کے ساتھ وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریز (VFB) کے لیے الیکٹروڈ مواد میں پیشرفت۔J. انرجی کیمسٹری۔27(5)، 1292-1303۔https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (2018)۔
لیو، کیو ایچ وغیرہ۔بہترین الیکٹروڈ کنفیگریشن اور جھلی کے انتخاب کے ساتھ اعلی کارکردگی والا وینڈیم ریڈوکس فلو سیل۔J. الیکٹرو کیمسٹری۔سوشلسٹ پارٹی۔159(8), A1246-A1252۔https://doi.org/10.1149/2.051208jes (2012)۔
وی، جی، جیا، سی، لیو، جے اور یان، سی کاربن نے وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری ایپلی کیشن کے لیے کاربن نانوٹوبس کیٹیلیسٹ جامع الیکٹروڈ محسوس کیا۔ وی، جی، جیا، سی، لیو، جے اور یان، سی کاربن نے وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری ایپلی کیشن کے لیے کاربن نانوٹوبس کیٹیلیسٹ جامع الیکٹروڈ محسوس کیا۔Wei, G., Jia, Q., Liu, J. اور Yang, K. کاربن نانوٹوبس پر مبنی کمپوزٹ الیکٹروڈ اتپریرک کاربن فیلٹ سبسٹریٹ وینڈیم ریڈوکس بیٹری میں استعمال کے لیے۔ Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. کاربن فیلٹ-لوڈ کاربن نانوٹوب کیٹیلیسٹ جامع الیکٹروڈ برائے وینڈیم آکسیڈیشن میں کمی مائع بہاؤ بیٹری کی درخواست۔وی، جی، جیا، کیو، لیو، جے اور یانگ، کے۔ کاربن نانوٹوب کیٹیلیسٹ کا جامع الیکٹروڈ کاربن فیلٹ سبسٹریٹ وینیڈیم ریڈوکس بیٹریوں میں استعمال کرنے کے لیے۔جے پاور220، 185-192۔https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (2012)۔
Moon, S., Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری کی کارکردگی پر تیزابیت والے CNT پر لیپت بسمتھ سلفیٹ کا اثر۔ Moon, S., Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹری کی کارکردگی پر تیزابیت والے CNT پر لیپت بسمتھ سلفیٹ کا اثر۔Moon, S., Kwon, BW, Chang, Y. اور Kwon, Y. ایک بہاؤ کے ذریعے وینڈیم ریڈوکس بیٹری کی خصوصیات پر آکسائڈائزڈ CNTs پر جمع بسمتھ سلفیٹ کا اثر۔ 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的影响. Moon, S., Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. وینڈیم آکسیڈیشن میں کمی مائع بہاؤ بیٹری کی کارکردگی پر CNT آکسیڈیشن پر بسمتھ سلفیٹ کا اثر۔Moon, S., Kwon, BW, Chang, Y. اور Kwon, Y. بہاؤ کے ذریعے وینیڈیم ریڈوکس بیٹریوں کی خصوصیات پر آکسائڈائزڈ CNTs پر جمع بسمتھ سلفیٹ کا اثر۔J. الیکٹرو کیمسٹری۔سوشلسٹ پارٹی۔166(12)، A2602۔https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (2019)۔
ہوانگ R.-H.وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں کے لیے Pt/Multilayer Carbon Nanotube Modified Active Electrodes۔J. الیکٹرو کیمسٹری۔سوشلسٹ پارٹی۔159(10)، A1579۔https://doi.org/10.1149/2.003210jes (2012)۔
Kahn، S. et al.وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریاں نائٹروجن ڈوپڈ کاربن نانوٹوبس سے مزین الیکٹرو کیٹیلسٹس کا استعمال کرتی ہیں جو آرگنومیٹالک اسکافولڈز سے حاصل ہوتی ہیں۔J. الیکٹرو کیمسٹری۔سوشلسٹ پارٹی۔165(7)، A1388۔https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (2018)۔
خان، پی وغیرہ۔گرافین آکسائیڈ نانوشیٹس وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں میں VO2+/ اور V2+/V3+ ریڈوکس جوڑوں کے لیے بہترین الیکٹرو کیمیکل طور پر فعال مواد کے طور پر کام کرتی ہیں۔کاربن 49(2)، 693–700۔https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (2011)۔
Gonzalez Z. et al.وینڈیم ریڈوکس بیٹری ایپلی کیشنز کے لیے محسوس کیے گئے گرافین میں ترمیم شدہ گریفائٹ کی شاندار الیکٹرو کیمیکل کارکردگی۔جے پاور338، 155-162۔https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.10.069 (2017)۔
González, Z., Vizireanu, S., Dinescu, G., Blanco, C. & Santamaría, R. Carbon nanowalls پتلی فلمیں بطور نانو اسٹرکچرڈ الیکٹروڈ مواد وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں میں۔ González, Z., Vizireanu, S., Dinescu, G., Blanco, C. & Santamaría, R. Carbon nanowalls پتلی فلمیں بطور نانو اسٹرکچرڈ الیکٹروڈ مواد وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں میں۔González Z., Vizirianu S., Dinescu G., Blanco C. اور Santamaria R. کاربن نانووالز کی پتلی فلمیں بطور نانو اسٹرکچرڈ الیکٹروڈ مواد وینیڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں میں۔González Z., Vizirianu S., Dinescu G., Blanco S. اور Santamaria R. Carbon nanowall فلمیں بطور نانو اسٹرکچرڈ الیکٹروڈ مواد وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں میں۔نینو انرجی 1(6)، 833–839۔https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (2012)۔
Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H. تین جہتی میسوپورس گرافین میں ترمیم شدہ کاربن اعلی کارکردگی والی وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں کے لیے محسوس کیا گیا۔ Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H. تین جہتی میسوپورس گرافین میں ترمیم شدہ کاربن اعلی کارکردگی والی وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں کے لیے محسوس کیا گیا۔Opar DO، Nankya R. Lee J.، اور Yung H. تھری ڈائمینشنل گرافین میں ترمیم شدہ میسوپورس کاربن اعلی کارکردگی والی وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں کے لیے محسوس کیا گیا۔ 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。 Opar, DO, Nankya, R. Lee, J. & Jung, H.Opar DO، Nankya R. Lee J.، اور Yung H. تھری ڈائمینشنل گرافین میں ترمیم شدہ میسوپورس کاربن اعلی کارکردگی والی وینڈیم ریڈوکس فلو بیٹریوں کے لیے محسوس کیا گیا۔الیکٹرو کیم۔ایکٹ 330، 135276۔ https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (2020)۔