نشكركم على زيارة موقع Nature.com. يُعاني متصفحكم من محدودية دعم CSS. للحصول على أفضل تجربة، نوصي باستخدام متصفح مُحدّث (أو تعطيل وضع التوافق في Internet Explorer). في هذه الأثناء، ولضمان استمرار الدعم، سنعرض الموقع بدون أنماط CSS وجافا سكريبت.
شريط تمرير يعرض ثلاث شرائح في وقت واحد. استخدم زري "السابق" و"التالي" للتنقل بين الشرائح الثلاث في كل مرة، أو استخدم أزرار التمرير في النهاية للتنقل بين الشرائح الثلاث في كل مرة.
تُحدّ التكلفة المرتفعة نسبيًا لبطاريات الفاناديوم ذات التدفق المستمر (VRFBs) من انتشار استخدامها على نطاق واسع. ويتطلب تحسين حركية التفاعلات الكهروكيميائية زيادة القدرة النوعية وكفاءة الطاقة لهذه البطاريات، وبالتالي خفض تكلفة الكيلوواط/ساعة. في هذه الدراسة، تم ترسيب جسيمات نانوية من أكسيد التنجستن المائي (HWO) المُصنّعة حراريًا مائيًا، C76 وC76/HWO، على أقطاب من قماش الكربون، واختُبرت كمحفزات كهروكيميائية لتفاعل الأكسدة والاختزال VO2+/VO2+. استُخدمت تقنيات المجهر الإلكتروني الماسح للانبعاث الميداني (FESEM)، ومطيافية تشتت طاقة الأشعة السينية (EDX)، والمجهر الإلكتروني النافذ عالي الدقة (HR-TEM)، وحيود الأشعة السينية (XRD)، ومطيافية الأشعة السينية الكهروضوئية (XPS)، ومطيافية تحويل فورييه بالأشعة تحت الحمراء (FTIR)، وقياس زاوية التلامس. وُجد أن إضافة الفوليرين C76 إلى HWO تُحسّن حركية القطب الكهربائي عن طريق زيادة التوصيل الكهربائي وتوفير مجموعات وظيفية مؤكسدة على سطحه، مما يُعزز تفاعل الأكسدة والاختزال VO2+/VO2+. وقد أثبت مُركّب HWO/C76 (50% وزناً من C76) أنه الخيار الأمثل لتفاعل VO2+/VO2+ بفرق جهد كهربائي (ΔEp) قدره 176 ملي فولت، بينما بلغ فرق الجهد الكهربائي على قماش الكربون غير المُعالج (UCC) 365 ملي فولت. إضافةً إلى ذلك، أظهر مُركّب HWO/C76 تأثيرًا مثبطًا ملحوظًا على تفاعل انطلاق الكلور غير المرغوب فيه، وذلك بفضل المجموعة الوظيفية W-OH.
أدى النشاط البشري المكثف والثورة الصناعية السريعة إلى طلب متزايد على الكهرباء، بنسبة 3% سنويًا تقريبًا. على مدى عقود، تسبب الاستخدام الواسع النطاق للوقود الأحفوري كمصدر للطاقة في انبعاثات غازات دفيئة تساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري، وتلوث المياه والهواء، مما يهدد النظم البيئية بأكملها. ونتيجة لذلك، من المتوقع أن تصل نسبة الطاقة النظيفة والمتجددة، كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح، إلى 75% من إجمالي الكهرباء بحلول عام 2050. ومع ذلك، عندما تتجاوز نسبة الكهرباء المولدة من مصادر متجددة 20% من إجمالي إنتاج الكهرباء، تصبح الشبكة غير مستقرة.
من بين جميع أنظمة تخزين الطاقة، مثل بطارية تدفق الفاناديوم الهجينة للأكسدة والاختزال²، شهدت بطارية تدفق الفاناديوم (VRFB) تطورًا سريعًا نظرًا لمزاياها العديدة، وتُعتبر الحل الأمثل لتخزين الطاقة على المدى الطويل (حوالي 30 عامًا). وتُعد هذه البطارية، إلى جانب خيارات أخرى، خيارًا مناسبًا عند دمجها مع الطاقة المتجددة⁴. ويعود ذلك إلى فصل القدرة عن كثافة الطاقة، وسرعة الاستجابة، وطول عمرها التشغيلي، وتكلفتها السنوية المنخفضة نسبيًا التي تبلغ 65 دولارًا أمريكيًا/كيلوواط ساعة، مقارنةً بـ 93-140 دولارًا أمريكيًا/كيلوواط ساعة لبطاريات الليثيوم أيون وبطاريات الرصاص الحمضية، و279-420 دولارًا أمريكيًا/كيلوواط ساعة على التوالي⁴.
مع ذلك، لا يزال تسويقها على نطاق واسع مقيدًا بتكاليفها الرأسمالية المرتفعة نسبيًا، ويعود ذلك أساسًا إلى تكديس الخلايا^4،5. لذا، فإن تحسين أداء التكديس من خلال زيادة حركية تفاعلي نصفي العنصر يُمكن أن يُقلل من حجم التكديس وبالتالي يُخفض التكلفة. لذلك، يُعد نقل الإلكترونات بسرعة إلى سطح القطب ضروريًا، وهو ما يعتمد على تصميم القطب وتركيبه وبنيته، ويتطلب تحسينًا دقيقًا⁶. على الرغم من الاستقرار الكيميائي والكهروكيميائي الجيد والتوصيل الكهربائي الجيد لأقطاب الكربون، فإن حركيتها غير المعالجة بطيئة بسبب غياب المجموعات الوظيفية للأكسجين وميلها للماء^7،8. لذلك، يتم دمج محفزات كهروكيميائية متنوعة مع الأقطاب الكربونية، وخاصة الهياكل النانوية الكربونية وأكاسيد المعادن، لتحسين حركية كلا القطبين، وبالتالي زيادة حركية قطب بطارية تدفق الفاناديوم.
بالإضافة إلى عملنا السابق على C76، فقد أبلغنا لأول مرة عن النشاط التحفيزي الكهربائي الممتاز لهذا الفوليرين في تفاعل نقل الشحنة VO2+/VO2+، مقارنةً بنسيج الكربون المعالج حراريًا وغير المعالج. انخفضت المقاومة بنسبة 99.5% و97% على التوالي. يوضح الجدول S1 الأداء التحفيزي لمواد الكربون في تفاعل VO2+/VO2+ مقارنةً بـ C76. من جهة أخرى، استُخدمت العديد من أكاسيد المعادن مثل CeO225 وZrO226 وMoO327 وNiO28 وSnO229 وCr2O330 وWO331، 32، 33، 34، 35، 36، 37 نظرًا لزيادة قابليتها للترطيب ووفرة وظائف الأكسجين فيها. 38. يُعرض النشاط التحفيزي لهذه الأكاسيد المعدنية في تفاعل VO2+/VO2+ في الجدول S2. استُخدم أكسيد التنغستن الثلاثي (WO3) في عدد كبير من الدراسات نظرًا لانخفاض تكلفته، وثباته العالي في الأوساط الحمضية، ونشاطه التحفيزي العالي^{31،32،33،34،35،36،37،38}. مع ذلك، فإن التحسن في حركية التفاعلات الكاثودية الناتج عن WO3 ضئيل. ولتحسين موصلية WO3، تم اختبار تأثير استخدام أكسيد التنغستن المختزل (W18O49) على النشاط الكاثودي³⁸. لم يُختبر أكسيد التنغستن المائي (HWO) في تطبيقات بطاريات تدفق الفاناديوم المؤكسدة والمختزلة (VRFB)، على الرغم من أنه يُظهر نشاطًا متزايدًا في تطبيقات المكثفات الفائقة نظرًا لانتشار الكاتيونات بشكل أسرع مقارنةً بأكسيد التنغستن اللامائي (WOx)^39،40. تستخدم بطاريات تدفق الفاناديوم المؤكسدة والمختزلة من الجيل الثالث إلكتروليتًا حمضيًا مختلطًا يتكون من حمض الهيدروكلوريك (HCl) وحمض الكبريتيك (H2SO4) لتحسين أداء البطارية وزيادة ذوبانية واستقرار أيونات الفاناديوم في الإلكتروليت. ومع ذلك، أصبح تفاعل تطور الكلور الطفيلي أحد عيوب الجيل الثالث، لذلك أصبح البحث عن طرق لتثبيط تفاعل تطور الكلور محور اهتمام العديد من المجموعات البحثية.
أُجريت هنا اختبارات تفاعل VO2+/VO2+ على مركبات HWO/C76 المُرَسَّبة على أقطاب قماش الكربون، وذلك بهدف إيجاد توازن بين الموصلية الكهربائية للمركبات وحركية الأكسدة والاختزال لسطح القطب، مع كبح انبعاث الكلور الطفيلي. تم تصنيع جسيمات أكسيد التنجستن المائي (HWO) النانوية باستخدام طريقة حرارية مائية بسيطة. أُجريت التجارب في محلول إلكتروليتي حمضي مختلط (H2SO4/HCl) لمحاكاة الجيل الثالث من بطاريات تدفق الفاناديوم (G3) من الناحية العملية، ولدراسة تأثير HWO على تفاعل انبعاث الكلور الطفيلي.
تم استخدام كبريتات الفاناديوم (IV) المائية (VOSO4، 99.9٪، Alfa-Aeser)، وحمض الكبريتيك (H2SO4)، وحمض الهيدروكلوريك (HCl)، وثنائي ميثيل فورماميد (DMF، Sigma-Aldrich)، وبولي فينيليدين فلورايد (PVDF، Sigma-Aldrich)، وأكسيد التنجستن الصوديوم ثنائي الهيدرات (Na2WO4، 99٪، Sigma-Aldrich)، وقماش الكربون المحب للماء ELAT (Fuel Cell Store) في هذه الدراسة.
تم تحضير أكسيد التنجستن المائي (HWO) عن طريق التفاعل الحراري المائي رقم 43، حيث تم إذابة 2 غرام من ملح Na2WO4 في 12 مل من الماء للحصول على محلول عديم اللون، ثم أضيف 12 مل من حمض الهيدروكلوريك 2 مولار قطرة قطرة للحصول على معلق أصفر باهت. وُضع المعلق في جهاز تعقيم حراري مائي من الفولاذ المقاوم للصدأ مطلي بالتفلون، وحُفظ في فرن عند درجة حرارة 180 درجة مئوية لمدة 3 ساعات. جُمعت البقايا بالترشيح، وغُسلت 3 مرات بالإيثانول والماء، وجُففت في فرن عند درجة حرارة 70 درجة مئوية لمدة 3 ساعات تقريبًا، ثم طُحنت للحصول على مسحوق HWO رمادي مزرق.
استُخدمت أقطاب قماش الكربون غير المعالجة (CCT) كما هي، أو عُولجت حراريًا في فرن أنبوبي عند 450 درجة مئوية في الهواء بمعدل تسخين 15 درجة مئوية/دقيقة لمدة 10 ساعات للحصول على أقطاب قماش الكربون المعالجة (TCC)، كما هو موضح في المقالة السابقة²⁴. قُطعت أقطاب UCC وTCC إلى أقطاب بعرض 1.5 سم تقريبًا وطول 7 سم. حُضّرت معلقات من C76 وHWO وHWO-10% C76 وHWO-30% C76 وHWO-50% C76 بإضافة 20 ملغم/10% (حوالي 2.22 ملغم) من رابط PVDF إلى حوالي 1 مل من DMF، ثم عُولجت بالموجات فوق الصوتية لمدة ساعة لتحسين التجانس. وُضع 2 ملغم من C76 وHWO ومركبات HWO-C76 بالتتابع على مساحة قطب UCC النشط التي تبلغ حوالي 1.5 سم². تم تحميل جميع المحفزات على أقطاب UCC، واستُخدم قطب TCC لأغراض المقارنة فقط، حيث أظهرت دراستنا السابقة عدم الحاجة إلى المعالجة الحرارية.²⁴ تم تحقيق استقرار الطباعة بدهن 100 ميكرولتر من المعلق (حمولة 2 ملغ) للحصول على تأثير أكثر تجانسًا. ثم جُففت جميع الأقطاب في فرن عند 60 درجة مئوية طوال الليل. قُيست الأقطاب من الأمام والخلف لضمان دقة تحميل المحلول. وللحصول على مساحة هندسية محددة (حوالي 1.5 سم²) ومنع صعود إلكتروليت الفاناديوم إلى القطب بفعل الخاصية الشعرية، وُضعت طبقة رقيقة من البارافين فوق المادة الفعالة.
استُخدم المجهر الإلكتروني الماسح ذو الانبعاث الميداني (FESEM، Zeiss SEM Ultra 60، 5 كيلو فولت) لمراقبة مورفولوجيا سطح أكسيد التنغستن المائي (HWO). كما استُخدم مطياف الأشعة السينية المشتت للطاقة والمجهز بوحدة Feii8SEM (EDX، Zeiss Inc.) لرسم خريطة لعناصر HWO-50%C76 على أقطاب UCC. واستُخدم مجهر إلكتروني نافذ عالي الدقة (HR-TEM، JOEL JEM-2100) يعمل بجهد تسريع 200 كيلو فولت لتصوير جزيئات HWO وحلقات الحيود بدقة أعلى. ويستخدم برنامج Crystallography Toolbox (CrysTBox) وظيفة ringGUI لتحليل نمط حيود حلقة HWO ومقارنة النتائج بنمط حيود الأشعة السينية (XRD). تم تحليل بنية وتكوين الجرافيت لمركبي UCC وTCC باستخدام حيود الأشعة السينية (XRD) بمعدل مسح 2.4 درجة/دقيقة من 5° إلى 70° باستخدام أشعة Cu Kα (λ = 1.54060 Å) وجهاز حيود الأشعة السينية من شركة Panalytical (طراز 3600). أظهرت نتائج حيود الأشعة السينية البنية البلورية وطور HWO. استُخدم برنامج PANalytical X'Pert HighScore لمطابقة قمم HWO مع خرائط أكسيد التنجستن المتوفرة في قاعدة البيانات⁴⁵. قورنت نتائج HWO بنتائج المجهر الإلكتروني النافذ (TEM). حُدد التركيب الكيميائي وحالة عينات HWO باستخدام مطيافية الفوتونات الإلكترونية للأشعة السينية (XPS، ESCALAB 250Xi، ThermoScientific). استُخدم برنامج CASA-XPS (الإصدار 2.3.15) لتحليل القمم وفك تشابك البيانات. لتحديد المجموعات الوظيفية السطحية لـ HWO و HWO-50%C76، أُجريت قياسات باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR، مطياف بيركن إلمر، باستخدام KBr FTIR). وقورنت النتائج بنتائج مطيافية الأشعة السينية الكهروضوئية (XPS). كما استُخدمت قياسات زاوية التلامس (KRUSS DSA25) لتوصيف قابلية ترطيب الأقطاب الكهربائية.
استُخدم جهاز Biologic SP 300 لإجراء جميع القياسات الكهروكيميائية. واستُخدمت تقنيتا الفولتامترية الدورية (CV) ومطيافية المعاوقة الكهروكيميائية (EIS) لدراسة حركية تفاعل الأكسدة والاختزال VO2+/VO2+ وتأثير انتشار الكاشف (VOSO4(VO2+)) على معدل التفاعل. استُخدمت في كلتا الطريقتين خلية ثلاثية الأقطاب بتركيز إلكتروليت 0.1 مولار من VOSO4 (V4+) في محلول حمضي مكون من 1 مولار من H2SO4 و1 مولار من HCl. جميع البيانات الكهروكيميائية المعروضة مُصححة وفقًا لتأثير الأشعة تحت الحمراء. استُخدم قطب كالوميل مشبع (SCE) كقطب مرجعي، وملف بلاتيني (Pt) كقطب مضاد. في قياسات الفولتية الدورية (CV)، طُبقت معدلات مسح (ν) قدرها 5 و20 و50 ملي فولت/ثانية على نطاق جهد VO2+/VO2+ من 0 إلى 1 فولت مقابل قطب كالوميل المشبع (SCE)، ثم عُدلت النتائج وفقًا لقطب الهيدروجين القياسي (SHE) للرسم البياني (VSCE = 0.242 فولت مقابل قطب الهيدروجين القياسي HSE). لدراسة احتفاظ القطب بنشاطه، أُجريت قياسات الفولتية الدورية المتكررة عند معدل مسح ν 5 ملي فولت/ثانية لكل من UCC وTCC وUCC-C76 وUCC-HWO وUCC-HWO-50% C76. أما في قياسات مطيافية المعاوقة الكهروكيميائية (EIS)، فكان نطاق تردد تفاعل الأكسدة والاختزال VO2+/VO2+ من 0.01 إلى 105 هرتز، وكان اضطراب الجهد عند جهد الدائرة المفتوحة (OCV) 10 ملي فولت. كُررت كل تجربة من مرتين إلى ثلاث مرات لضمان اتساق النتائج. حُسبت ثوابت معدل التفاعل غير المتجانس (k0) باستخدام طريقة نيكلسون.
تم بنجاح تصنيع أكسيد التنجستن المائي (HVO) باستخدام طريقة المعالجة الحرارية المائية. تُظهر صورة المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) في الشكل 1أ أن أكسيد التنجستن المائي المترسب يتكون من تجمعات من الجسيمات النانوية بأحجام تتراوح بين 25 و50 نانومترًا.
يُظهر نمط حيود الأشعة السينية لمركب HWO قمتين (001) و(002) عند حوالي 23.5° و47.5° على التوالي، وهما سمتان مميزتان لمركب WO2.63 غير المتكافئ (W32O84) (PDF 077–0810، a = 21.4 Å، b = 17.8 Å، c = 3.8 Å، α = β = γ = 90°)، وهو ما يتوافق مع لونه الأزرق الصافي (الشكل 1ب) 48.49. أما القمم الأخرى عند حوالي 20.5°، 27.1°، 28.1°، 30.8°، 35.7°، 36.7° و52.7° فقد نُسبت إلى (140)، (620)، (350)، (720)، (740)، (560°). مستويات حيود (970) و(970) متعامدة مع WO2.63، على التوالي. استخدم سونغارا وآخرون⁴³ نفس طريقة التخليق للحصول على منتج أبيض، والذي عُزي إلى وجود WO3(H2O)0.333. مع ذلك، في هذه الدراسة، وبسبب ظروف مختلفة، تم الحصول على منتج رمادي مزرق، مما يشير إلى أن WO3(H2O)0.333 (PDF 087-1203، a = 7.3 Å، b = 12.5 Å، c = 7.7 Å، α = β = γ = 90°) والشكل المختزل لأكسيد التنجستن. أظهر التحليل شبه الكمي باستخدام برنامج X'Pert HighScore أن نسبة WO3(H2O)0.333 هي 26% ونسبة W32O84 هي 74%. بما أن W32O84 يتكون من W6+ و W4+ (بنسبة 1.67:1 W6+:W4+)، فإن المحتوى المُقدَّر لـ W6+ و W4+ يبلغ حوالي 72% و 28% على التوالي. وقد عُرضت صور المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، وأطياف مطيافية الأشعة السينية الكهروضوئية (XPS) لمدة ثانية واحدة على مستوى النواة، وصور المجهر الإلكتروني النافذ (TEM)، وأطياف الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR)، وأطياف رامان لجزيئات C76 في مقالنا السابق. ووفقًا لكاودا وآخرون،^50،51 أظهر حيود الأشعة السينية لـ C76 بعد إزالة التولوين بنية أحادية الميل من نوع FCC.
تُظهر صور المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) في الشكلين 2أ و2ب نجاح ترسيب HWO وHWO-50%C76 على ألياف الكربون وبينها في قطب UCC. وتُظهر خرائط توزيع العناصر (EDX) للتنغستن والكربون والأكسجين في صور المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) في الشكل 2ج، والموضحة في الأشكال 2د-2و، أن التنغستن والكربون مختلطان بالتساوي (يُظهران توزيعًا متماثلًا) على كامل سطح القطب، وأن ترسيب المركب غير منتظم نظرًا لطبيعة طريقة الترسيب.
صور مجهرية إلكترونية ماسحة لجزيئات HWO المترسبة (أ) وجزيئات HWO-C76 (ب). يوضح تحليل توزيع العناصر باستخدام مطيافية تشتت طاقة الأشعة السينية (EDX) لجزيئات HWO-C76 المحملة على الكربون المنشط (UCC) باستخدام المنطقة الموضحة في الصورة (ج) توزيع التنجستن (د) والكربون (هـ) والأكسجين (و) في العينة.
استُخدم المجهر الإلكتروني عالي الدقة (HR-TEM) للتصوير عالي التكبير والحصول على معلومات بلورية (الشكل 3). يُظهر HWO شكل المكعب النانوي كما هو موضح في الشكل 3أ، وبشكل أوضح في الشكل 3ب. بتكبير المكعب النانوي لحيود مناطق مُحددة، يُمكن رؤية بنية الشبكة ومستويات الحيود التي تُحقق قانون براغ، كما هو موضح في الشكل 3ج، مما يُؤكد بلورية المادة. يُظهر الشكل المُدرج في الشكل 3ج المسافة d 3.3 أنغستروم، والتي تُقابل مستويي الحيود (022) و(620) الموجودين في طوري WO3(H2O)0.333 وW32O84، على التوالي.^43،44،49 يتوافق هذا مع تحليل حيود الأشعة السينية (XRD) الموصوف أعلاه (الشكل 1ب)، حيث أن مسافة مستوى الشبكة المُلاحظة d (الشكل 3ج) تُقابل أقوى قمة حيود في عينة HWO. كما هو موضح في الشكل 3ج، تظهر حلقات العينة. في الشكل ثلاثي الأبعاد، حيث تمثل كل حلقة مستوىً منفصلاً. تم تلوين مستويي WO3(H2O)0.333 و W32O84 باللونين الأبيض والأزرق على التوالي، كما هو موضح في الشكل 1ب، تظهر قمم حيود الأشعة السينية المقابلة لهما. تتوافق الحلقة الأولى الموضحة في مخطط الحلقات مع القمة الأولى المحددة في نمط حيود الأشعة السينية لمستوى الحيود (022) أو (620). من الحلقة (022) إلى الحلقة (402)، تبلغ قيم المسافة بين المستويات 3.30، 3.17، 2.38، 1.93، و 1.69 أنغستروم، وهي متوافقة مع قيم حيود الأشعة السينية 3.30، 3.17، 2.45، 1.93، و 1.66 أنغستروم، والتي تساوي 44 و 45 على التوالي.
(أ) صورة مجهرية إلكترونية عالية الدقة (HR-TEM) لمركب HWO، (ب) صورة مكبرة. تظهر صور مستويات الشبكة في (ج)، ويُظهر الجزء المُدرج (ج) صورة مكبرة للمستويات وخطوة d تبلغ 0.33 نانومتر، والتي تُطابق المستويين (002) و(620). (د) نمط حلقة HWO يُظهر المستويات المرتبطة بـ WO3(H2O)0.333 (أبيض) وW32O84 (أزرق).
أُجري تحليل XPS لتحديد التركيب الكيميائي السطحي وحالة أكسدة التنجستن (الشكلان S1 و4). يُظهر الشكل S1 طيف مسح XPS واسع النطاق لمركب HWO المُصنّع، مما يُشير إلى وجود التنجستن. ويُظهر الشكلان 4أ و4ب أطياف مسح XPS ضيقة النطاق لمستويات W 4f وO 1s الأساسية، على التوالي. ينقسم طيف W 4f إلى ثنائيتين من الدوران المداري تُقابلان طاقات ربط حالة أكسدة التنجستن. وتُعدّ مستويات W 4f7/2 عند 36.6 و34.9 إلكترون فولت مميزة لحالة W4+، على التوالي. تُظهر البيانات المُطابقة أن النسب المئوية الذرية لـ W6+ وW4+ هي 85% و15%، على التوالي، وهي قريبة من القيم المُقدّرة من بيانات حيود الأشعة السينية (XRD) مع مراعاة الاختلافات بين الطريقتين. تُوفّر كلتا الطريقتين معلومات كمية بدقة منخفضة، وخاصةً طريقة حيود الأشعة السينية. كذلك، تُحلل هاتان الطريقتان أجزاءً مختلفة من المادة، إذ تُعدّ تقنية حيود الأشعة السينية (XRD) طريقةً شاملةً، بينما تُعدّ تقنية مطيافية الأشعة السينية الكهروضوئية (XPS) طريقةً سطحيةً لا تتجاوز بضعة نانومترات. ينقسم طيف O 1s إلى قمتين عند 533 (22.2%) و530.4 إلكترون فولت (77.8%). تُشير الأولى إلى مجموعة الهيدروكسيل (OH)، بينما تُشير الثانية إلى روابط الأكسجين في الشبكة البلورية لأكسيد التنغستن (WO). يتوافق وجود مجموعات الهيدروكسيل الوظيفية مع خصائص التميؤ لأكسيد التنغستن المائي (HWO).
أُجري تحليل طيف الأشعة تحت الحمراء (FTIR) على هاتين العينتين لفحص وجود المجموعات الوظيفية وجزيئات الماء المنسقة في بنية HWO المائية. تُظهر النتائج تشابهًا ظاهريًا بين عينة HWO-50% C76 ونتائج FT-IR لـ HWO نظرًا لوجود HWO، إلا أن شدة القمم تختلف باختلاف كمية العينة المستخدمة في التحضير للتحليل (الشكل 5أ). يُبين تحليل HWO-50% C76 أن جميع القمم، باستثناء قمة أكسيد التنجستن، مرتبطة بالفوليرين 24. يوضح الشكل 5أ بالتفصيل أن كلتا العينتين تُظهران حزمة عريضة قوية جدًا عند ~710 سم⁻¹ تُعزى إلى تذبذبات تمدد OWO في بنية شبكة HWO، مع وجود كتف قوي عند ~840 سم⁻¹ يُعزى إلى WO. بالنسبة لاهتزازات التمدد، يُعزى نطاق حاد عند حوالي 1610 سم⁻¹ إلى اهتزازات الانحناء لمجموعة OH، بينما يُعزى نطاق امتصاص عريض عند حوالي 3400 سم⁻¹ إلى اهتزازات التمدد لمجموعة OH في مجموعات الهيدروكسيل⁴³. تتوافق هذه النتائج مع أطياف XPS في الشكل 4ب، حيث يمكن أن توفر المجموعات الوظيفية WO مواقع نشطة لتفاعل VO²⁺/VO²⁺.
تحليل FTIR لـ HWO و HWO-50% C76 (أ)، المجموعات الوظيفية المشار إليها وقياسات زاوية التلامس (ب، ج).
يمكن لمجموعة الهيدروكسيل (OH) أيضًا أن تحفز تفاعل VO2+/VO2+، مع زيادة محبة الماء للإلكترود، مما يعزز معدل الانتشار وانتقال الإلكترونات. وكما هو موضح، تُظهر عينة HWO-50% C76 قمة إضافية لـ C76. ويمكن إسناد القمم عند ~2905، 2375، 1705، 1607، و1445 سم3 إلى اهتزازات التمدد لروابط CH، O=C=O، C=O، C=C، وCO، على التوالي. ومن المعروف أن المجموعات الوظيفية الأكسجينية C=O وCO تعمل كمراكز نشطة لتفاعلات الأكسدة والاختزال للفاناديوم. ولاختبار ومقارنة قابلية ترطيب الإلكترودين، تم قياس زاوية التلامس كما هو موضح في الشكلين 5ب و5ج. وقد امتص إلكترود HWO قطرات الماء على الفور، مما يشير إلى محبة فائقة للماء نتيجة لتوافر مجموعات الهيدروكسيل الوظيفية. يُعدّ HWO-50% C76 أكثر كراهيةً للماء، حيث تبلغ زاوية التلامس حوالي 135 درجة بعد 10 ثوانٍ. مع ذلك، في القياسات الكهروكيميائية، أصبح قطب HWO-50% C76 مبللاً تمامًا في أقل من دقيقة. تتوافق قياسات قابلية التبلل مع نتائج مطيافية الأشعة السينية الكهروضوئية (XPS) ومطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR)، مما يشير إلى أن زيادة مجموعات الهيدروكسيل (OH) على سطح HWO تجعله أكثر محبةً للماء نسبيًا.
تم اختبار تفاعلات VO2+/VO2+ لمركبات HWO النانوية ومركبات HWO-C76 النانوية، وكان من المتوقع أن يثبط HWO انطلاق الكلور في تفاعل VO2+/VO2+ في وسط حمضي مختلط، وأن يحفز C76 تفاعل الأكسدة والاختزال المطلوب VO2+/VO2+. تمت إضافة C76 بنسب 50% و30% و50% إلى معلقات HWO، بالإضافة إلى ترسيب CCC على الأقطاب الكهربائية بحمولة إجمالية تبلغ حوالي 2 ملغم/سم².
كما هو موضح في الشكل 6، تم فحص حركية تفاعل VO2+/VO2+ على سطح القطب باستخدام تقنية الفولتامترية الدورية (CV) في محلول إلكتروليتي حمضي مختلط. تم عرض التيارات كنسبة I/Ipa لتسهيل مقارنة ΔEp و Ipa/Ipc لمختلف المحفزات مباشرةً على الرسم البياني. تُعرض بيانات وحدة مساحة التيار في الشكل 2S. يُظهر الشكل 6أ أن HWO يزيد قليلاً من معدل انتقال الإلكترون لتفاعل الأكسدة والاختزال VO2+/VO2+ على سطح القطب، ويُثبط تفاعل انطلاق الكلور الطفيلي. في المقابل، يزيد C76 بشكل ملحوظ من معدل انتقال الإلكترون ويُحفز تفاعل انطلاق الكلور. لذا، من المتوقع أن يتمتع مركب مُصاغ بشكل صحيح من HWO و C76 بأفضل نشاط وأكبر قدرة على تثبيط تفاعل انطلاق الكلور. وُجد أنه بعد زيادة محتوى C76، تحسّن النشاط الكهروكيميائي للأقطاب الكهربائية، كما يتضح من انخفاض ΔEp وزيادة نسبة Ipa/Ipc (الجدول S3). وقد تأكد ذلك أيضًا من خلال قيم RCT المستخرجة من مخطط نيكويست في الشكل 6d (الجدول S3)، والتي وُجد أنها تنخفض مع زيادة محتوى C76. تتوافق هذه النتائج أيضًا مع دراسة لي، حيث أظهرت إضافة الكربون المسامي إلى WO3 المسامي تحسنًا في حركية نقل الشحنة على VO2+/VO2+35. يشير هذا إلى أن التفاعل المباشر قد يعتمد بشكل أكبر على موصلية القطب (رابطة C=C) 18، 24، 35، 36، 37. قد يعود ذلك أيضًا إلى تغيير في هندسة التناسق بين [VO(H2O)5]2+ و[VO2(H2O)4]+، حيث يقلل C76 من جهد التفاعل الزائد عن طريق تقليل طاقة النسيج. ومع ذلك، قد لا يكون هذا ممكناً باستخدام أقطاب HWO.
(أ) سلوك الفولتامترية الدورية (ν = 5 mV/s) لتفاعل VO2+/VO2+ لمركبات UCC وHWO-C76 بنسب HWO:C76 مختلفة في محلول إلكتروليتي 0.1 مولار VOSO4/1 مولار H2SO4 + 1 مولار HCl. (ب) طريقة راندلز-سيفشيك و(ج) طريقة نيكلسون VO2+/VO2+ لتقييم كفاءة الانتشار والحصول على قيم k0(d).
لم يُظهر مركب HWO-50% C76 نشاطًا تحفيزيًا كهربائيًا مماثلًا تقريبًا لمركب C76 في تفاعل VO2+/VO2+ فحسب، بل والأكثر إثارة للاهتمام، أنه قلل من انبعاث الكلور مقارنةً بـ C76، كما هو موضح في الشكل 6أ، ويُظهر أيضًا نصف دائرة أصغر في الشكل 6د (انخفاض RCT). أظهر C76 نسبة Ipa/Ipc ظاهرية أعلى من HWO-50% C76 (الجدول S3)، ليس بسبب تحسن قابلية انعكاس التفاعل، ولكن بسبب تداخل ذروة تفاعل اختزال الكلور مع قطب الهيدروجين القياسي (SHE) عند 1.2 فولت. يُعزى الأداء الأفضل لمركب HWO-50% C76 إلى التأثير التآزري بين C76 عالي التوصيلية سالب الشحنة وقابلية التبلل العالية ووظيفة W-OH التحفيزية على HWO. سيؤدي انخفاض انبعاث الكلور إلى تحسين كفاءة شحن الخلية الكاملة، بينما ستؤدي الحركية المحسّنة إلى تحسين كفاءة جهد الخلية الكاملة.
وفقًا للمعادلة S1، بالنسبة لتفاعل شبه عكسي (انتقال إلكتروني بطيء نسبيًا) يتحكم فيه الانتشار، يعتمد تيار الذروة (IP) على عدد الإلكترونات (n)، ومساحة القطب (A)، ومعامل الانتشار (D)، ومعامل انتقال عدد الإلكترونات (α)، وسرعة المسح (ν). لدراسة سلوك المواد المختبرة الخاضع للتحكم الانتشار، تم رسم العلاقة بين IP وν1/2 وعرضها في الشكل 6ب. بما أن جميع المواد تُظهر علاقة خطية، فإن التفاعل يخضع للتحكم الانتشار. ولأن تفاعل VO2+/VO2+ شبه عكسي، فإن ميل الخط يعتمد على معامل الانتشار وقيمة α (المعادلة S1). بما أن معامل الانتشار ثابت (≈ 4 × 10–6 سم2/ث)52، فإن الاختلاف في ميل الخط يشير مباشرة إلى قيم مختلفة لـ α، وبالتالي معدل نقل الإلكترون على سطح القطب، وهو ما يظهر لـ C76 و HWO -50% C76 الأكثر انحدارًا (أعلى معدل لنقل الإلكترون).
تُظهر قيم ميل واربورغ (W) المحسوبة للترددات المنخفضة الموضحة في الجدول S3 (الشكل 6د) قيمًا قريبة من 1 لجميع المواد، مما يدل على انتشار مثالي لأنواع الأكسدة والاختزال ويؤكد السلوك الخطي لـ IP مقارنةً بـ ν1/2. تم قياس منحنى الفولتية الدورية (CV). بالنسبة لـ HWO-50% C76، ينحرف ميل واربورغ من 1 إلى 1.32، مما يشير ليس فقط إلى انتشار شبه لانهائي للكاشف (VO2+)، ولكن أيضًا إلى مساهمة محتملة لسلوك الطبقة الرقيقة في سلوك الانتشار نتيجةً لمسامية القطب.
لتحليل قابلية انعكاس تفاعل الأكسدة والاختزال VO2+/VO2+ (معدل انتقال الإلكترون) بشكلٍ أعمق، استُخدمت طريقة نيكلسون للتفاعل شبه العكوس لتحديد ثابت المعدل القياسي k041.42. ويتم ذلك باستخدام معادلة S2 لحساب المعامل الحركي عديم الأبعاد Ψ، وهو دالة لـ ΔEp، كدالة لـ ν-1/2. يوضح الجدول S4 قيم Ψ المُحَصَّلة لكل مادة قطب. رُسمت النتائج (الشكل 6c) للحصول على k0 × 10⁴ سم/ث من ميل كل رسم بياني باستخدام المعادلة S3 (المكتوبة بجوار كل صف والمُقدمة في الجدول S4). وُجد أن HWO-50% C76 له أعلى ميل (الشكل 6c)، وبالتالي فإن القيمة القصوى لـ k0 هي 2.47 × 10⁻⁴ سم/ث. هذا يعني أن هذا القطب يحقق أسرع حركية، وهو ما يتوافق مع نتائج قياسات الفولتية الدورية (CV) ومطيافية المعاوقة الكهروكيميائية (EIS) في الشكلين 6أ و6د وفي الجدول S3. بالإضافة إلى ذلك، تم الحصول على قيمة k0 من مخطط نايكويست (الشكل 6د) للمعادلة S4 باستخدام قيمة RCT (الجدول S3). تُلخص نتائج k0 هذه من مطيافية المعاوقة الكهروكيميائية في الجدول S4، وتُظهر أيضًا أن HWO-50% C76 يُظهر أعلى معدل لنقل الإلكترون نتيجةً للتأثير التآزري. على الرغم من اختلاف قيم k0 بسبب اختلاف مصادر كل طريقة، إلا أنها لا تزال من نفس رتبة المقدار وتُظهر اتساقًا.
لفهم الحركية الممتازة التي تم الحصول عليها فهمًا كاملًا، من المهم مقارنة مواد الأقطاب الكهربائية المثلى مع أقطاب UCC وTCC غير المطلية. بالنسبة لتفاعل VO2+/VO2+، لم يُظهر HWO-C76 أقل قيمة ΔEp وقابلية انعكاس أفضل فحسب، بل كبح أيضًا بشكل ملحوظ تفاعل انطلاق الكلور الطفيلي مقارنةً بـ TCC، كما تم قياسه بالتيار عند 1.45 فولت بالنسبة إلى قطب الهيدروجين القياسي (الشكل 7أ). من حيث الاستقرار، افترضنا أن HWO-50% C76 مستقر فيزيائيًا لأن المحفز تم خلطه مع رابط PVDF ثم تطبيقه على أقطاب قماش الكربون. أظهر HWO-50% C76 انزياحًا في الذروة بمقدار 44 ملي فولت (معدل تدهور 0.29 ملي فولت/دورة) بعد 150 دورة مقارنةً بـ 50 ملي فولت لـ UCC (الشكل 7ب). قد لا يكون هذا فرقًا كبيرًا، لكن حركية أقطاب UCC بطيئة جدًا وتتدهور مع تكرار الدورات، خاصةً بالنسبة للتفاعلات العكسية. على الرغم من أن قابلية انعكاس TCC أفضل بكثير من UCC، فقد لوحظ انزياح كبير في ذروة TCC بمقدار 73 ملي فولت بعد 150 دورة، وهو ما قد يُعزى إلى الكمية الكبيرة من الكلور المتكونة على سطحه، مما يُحسّن التصاق المحفز بسطح القطب. وكما يتضح من جميع الأقطاب المختبرة، حتى الأقطاب الخالية من المحفزات المدعومة أظهرت درجات متفاوتة من عدم استقرار الدورة، مما يشير إلى أن التغير في فصل الذروة أثناء الدورة يعود إلى تعطيل المادة الناتج عن تغيرات كيميائية وليس إلى انفصال المحفز. إضافةً إلى ذلك، في حال انفصال كمية كبيرة من جزيئات المحفز عن سطح القطب، سيؤدي ذلك إلى زيادة ملحوظة في فصل الذروة (أكثر من 44 ملي فولت)، نظرًا لأن الركيزة (UCC) غير نشطة نسبيًا لتفاعل الأكسدة والاختزال VO2+/VO2+.
مقارنة منحنى الفولتية الدورية لأفضل مادة قطب كهربائي مع مادة UCC (أ) واستقرار تفاعل الأكسدة والاختزال VO2+/VO2+ (ب). ν = 5 mV/s لجميع منحنيات الفولتية الدورية في محلول إلكتروليتي مكون من 0.1 مولار VOSO4/1 مولار H2SO4 + 1 مولار HCl.
لزيادة الجدوى الاقتصادية لتقنية بطاريات تدفق الفاناديوم، يُعدّ توسيع فهم حركية تفاعلات الأكسدة والاختزال للفاناديوم أمرًا أساسيًا لتحقيق كفاءة طاقة عالية. تم تحضير مركبات HWO-C76 ودُرست فعاليتها التحفيزية الكهربائية على تفاعل VO2+/VO2+. أظهر HWO تحسنًا طفيفًا في الحركية في المحاليل الإلكتروليتية الحمضية المختلطة، ولكنه كبح بشكل ملحوظ انطلاق الكلور. استُخدمت نسب مختلفة من HWO:C76 لتحسين حركية الأقطاب الكهربائية القائمة على HWO. يؤدي رفع نسبة C76 إلى HWO إلى تحسين حركية نقل الإلكترون لتفاعل VO2+/VO2+ على القطب المُعدّل، حيث يُعدّ HWO-50% C76 أفضلها لأنه يُقلل مقاومة نقل الشحنة ويُكبح الكلور بشكل أكبر مقارنةً بـ C76 ورواسب TCC. يُعزى ذلك إلى التأثير التآزري بين تهجين C=C sp2، والمجموعات الوظيفية OH وW-OH. وُجد أن معدل التدهور بعد دورات متكررة لمركب HWO-50% C76 يبلغ 0.29 ملي فولت/دورة، بينما يبلغ معدل التدهور لمركبي UCC وTCC 0.33 ملي فولت/دورة و0.49 ملي فولت/دورة على التوالي، مما يجعله مستقرًا للغاية في محاليل الإلكتروليت الحمضية المختلطة. تُحدد النتائج المعروضة بنجاح مواد أقطاب كهربائية عالية الأداء لتفاعل VO2+/VO2+، تتميز بحركية سريعة واستقرار عالٍ. سيؤدي ذلك إلى زيادة جهد الخرج، وبالتالي زيادة كفاءة الطاقة لبطارية تدفق الفاناديوم، مما يقلل من تكلفة تسويقها مستقبلًا.
تتوفر مجموعات البيانات المستخدمة و/أو التي تم تحليلها في الدراسة الحالية من المؤلفين المعنيين عند الطلب المعقول.
لودرر وآخرون. تقدير طاقة الرياح والطاقة الشمسية في سيناريوهات الطاقة العالمية منخفضة الكربون: مقدمة. توفير الطاقة. 64، 542-551. https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (2017).
لي، إتش جيه، بارك، إس. وكيم، إتش. تحليل تأثير ترسيب MnO2 على أداء بطارية تدفق الأكسدة والاختزال للفاناديوم/المنغنيز. لي، إتش جيه، بارك، إس. وكيم، إتش. تحليل تأثير ترسيب MnO2 على أداء بطارية تدفق الأكسدة والاختزال للفاناديوم/المنغنيز.لي، إتش جيه، بارك، إس. وكيم، إتش. تحليل تأثير ترسيب MnO2 على أداء بطارية تدفق الأكسدة والاختزال للفاناديوم والمنغنيز. 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، إتش جيه، بارك، إس. وكيم، إتش. MnO2لي، إتش جيه، بارك، إس. وكيم، إتش. تحليل تأثير ترسيب MnO2 على أداء بطاريات تدفق الأكسدة والاختزال للفاناديوم والمنغنيز.مجلة الكيمياء الكهربائية. الحزب الاشتراكي. 165(5)، A952-A956. https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (2018).
شاه، أ.أ، تانغيرالا، ر.، سينغ، ر.، ويلز، ر.ج.أ. ووالش، ف.س. نموذج خلية وحدة ديناميكية لبطارية تدفق الفاناديوم بالكامل. شاه، أ.أ، تانغيرالا، ر.، سينغ، ر.، ويلز، ر.ج.أ. ووالش، ف.س. نموذج خلية وحدة ديناميكية لبطارية تدفق الفاناديوم بالكامل.شاه إيه إيه، تانغيرالا آر، سينغ آر، ويلز آر جي، ووالش إف كيه نموذج ديناميكي للخلية الأولية لبطارية تدفق الفاناديوم بالكامل. شاه، AA، Tangirala، R.، Singh، R.، Wills، RGA & Walsh، FC. شاه، أ.أ، تانغيرالا، ر.، سينغ، ر.، ويلز، ر.ج.أ، ووالش، ف.س.شاه إيه إيه، تانغيرالا آر، سينغ آر، ويلز آر جي، ووالش إف كيه: نموذج الخلية الديناميكية لبطارية تدفق الأكسدة والاختزال المصنوعة بالكامل من الفاناديوم.مجلة الكيمياء الكهربائية. الحزب الاشتراكي. 158(6)، A671. https://doi.org/10.1149/1.3561426 (2011).
غاندومي، واي إيه، آرون، دي إس، زاوودزينسكي، تي إيه ومينش، إم إم قياس توزيع الجهد في الموقع ونموذج تم التحقق منه لبطارية تدفق الأكسدة والاختزال الفاناديوم بالكامل. غاندومي، واي إيه، آرون، دي إس، زاوودزينسكي، تي إيه ومينش، إم إم قياس توزيع الجهد في الموقع ونموذج تم التحقق منه لبطارية تدفق الأكسدة والاختزال الفاناديوم بالكامل.غاندومي، يو. أ.، آرون، دي إس، زافودزينسكي، تي إيه ومينش، إم إم قياس توزيع الجهد في الموقع ونموذج تم التحقق منه لجهد الأكسدة والاختزال لبطارية تدفق الفاناديوم بالكامل. غاندومي، يا، آرون، دي إس، زاوودزينسكي، تا آند مينش، إم إم. غاندومي، يا، آرون، دي إس، زاودزينسكي، تا آند مينش، إم إم. نموذج القياس والتحقق من صحة التوزيع المحتمل لفاناديوم أوكسيديز الأكسدة والاختزال.غاندومي، يو. أ.، آرون، دي إس، زافودزينسكي، تي إيه ومينش، إم إم قياس نموذج والتحقق من توزيع الجهد في الموقع لبطاريات الأكسدة والاختزال ذات التدفق الفاناديوم بالكامل.مجلة الكيمياء الكهربائية. الحزب الاشتراكي. 163(1)، A5188-A5201. https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (2016).
تسوشيما، إس. وسوزوكي، تي. نمذجة ومحاكاة بطارية تدفق الفاناديوم المؤكسد والمختزل مع مجال تدفق متشابك لتحسين بنية القطب الكهربائي. تسوشيما، إس. وسوزوكي، تي. نمذجة ومحاكاة بطارية تدفق الفاناديوم المؤكسد والمختزل مع مجال تدفق متشابك لتحسين بنية القطب الكهربائي.تسوشيما، إس. وسوزوكي، تي. نمذجة ومحاكاة بطارية الفاناديوم المؤكسدة والمختزلة ذات التدفق المتواصل مع التدفق المعاكس للاستقطاب لتحسين بنية الأقطاب الكهربائية. تسوشيما، إس وسوزوكي، تي. تسوشيما، إس وسوزوكي، تي. نمذجة ومحاكاة بطارية التيار السائل لتخفيض أكسيد الفاناديوم لبطارية التيار السائل لتحسين هيكل القطب الكهربائي.تسوشيما، إس. وسوزوكي، تي. نمذجة ومحاكاة بطاريات تدفق الفاناديوم المؤكسد والمختزل مع مجالات تدفق ذات دبابيس متقابلة لتحسين بنية القطب الكهربائي.مجلة الكيمياء الكهربائية. الحزب الاشتراكي. 167(2)، 020553. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (2020).
صن، ب. وسكايلاس-كازاكوس، م. تعديل مواد أقطاب الجرافيت لتطبيق بطارية تدفق الفاناديوم المؤكسد والمختزل - الجزء الأول. صن، ب. وسكايلاس-كازاكوس، م. تعديل مواد أقطاب الجرافيت لتطبيق بطارية تدفق الفاناديوم المؤكسد والمختزل - الجزء الأول.صن، ب. وسكيلاس-كازاكوس، م. تعديل مواد أقطاب الجرافيت لبطاريات الفاناديوم المؤكسدة والمختزلة - الجزء الأول. صن، بي وسكيلاس-كازاكو، إم. صن، ب. وسكايلاس-كازاكوس، م. تعديل مواد أقطاب 石墨 في تطبيق بطارية الفاناديوم السائلة للأكسدة والاختزال - الجزء الأول.صن، ب. وسكيلاس-كازاكوس، م. تعديل مواد أقطاب الجرافيت لاستخدامها في بطاريات الفاناديوم المؤكسدة والمختزلة - الجزء الأول.المعالجة الحرارية، مجلة الكيمياء الكهربائية 37(7)، 1253-1260. https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (1992).
Liu, T., Li, X., Zhang, H. & Chen, J. التقدم في مواد الأقطاب الكهربائية نحو بطاريات تدفق الفاناديوم (VFBs) ذات كثافة طاقة محسنة. Liu, T., Li, X., Zhang, H. & Chen, J. التقدم في مواد الأقطاب الكهربائية نحو بطاريات تدفق الفاناديوم (VFBs) ذات كثافة طاقة محسنة.Liu, T., Li, X., Zhang, H. and Chen, J. التقدم في مواد الأقطاب الكهربائية لبطاريات تدفق الفاناديوم (VFB) ذات كثافة الطاقة المحسنة. ليو، T.، لي، X.، تشانغ، H. & تشين، J. ليو، T.، لي، X.، تشانغ، H. وتشن، J.Liu, T., Li, S., Zhang, H. and Chen, J. Advances in Electrode Materials for Vanadium Redox Flow Batteries (VFB) with Increased Power Density.مجلة كيمياء الطاقة. 27(5)، 1292-1303. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (2018).
ليو، كيو إتش وآخرون. خلية تدفق الفاناديوم المؤكسد-المختزل عالية الكفاءة مع تكوين قطب كهربائي مُحسَّن واختيار غشاء مُناسب. مجلة الكيمياء الكهربائية. الحزب الاشتراكي. 159(8)، A1246-A1252. https://doi.org/10.1149/2.051208jes (2012).
Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. قطب كهربائي مركب من أنابيب الكربون النانوية المدعومة بالألياف الكربونية لتطبيق بطارية تدفق الفاناديوم المؤكسد والمختزل. Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. قطب كهربائي مركب من أنابيب الكربون النانوية المدعومة بالألياف الكربونية لتطبيق بطارية تدفق الفاناديوم المؤكسد والمختزل.Wei, G., Jia, Q., Liu, J. and Yang, K. Composite electro catalysts based on carbon nanotubes with a carbon felt substrate for use in a vanadium redox battery. وي، جي، جيا، سي، ليو، جيه ويان، سي. Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. قطب كهربائي مركب من أنابيب الكربون النانوية المحملة بالألياف الكربونية لتطبيق بطارية التدفق السائل لأكسدة واختزال الفاناديوم.Wei, G., Jia, Q., Liu, J. and Yang, K. قطب كهربائي مركب من محفز أنابيب الكربون النانوية مع ركيزة من لباد الكربون للتطبيق في بطاريات الفاناديوم المؤكسدة والمختزلة.J. Power. 220، 185–192. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (2012).
مون، إس.، كوون، بي دبليو، تشونغ، واي. وكوون، واي. تأثير كبريتات البزموت المغلفة على أنابيب الكربون النانوية المحمضة على أداء بطارية تدفق الفاناديوم المؤكسد والمختزل. مون، إس.، كوون، بي دبليو، تشونغ، واي. وكوون، واي. تأثير كبريتات البزموت المغلفة على أنابيب الكربون النانوية المحمضة على أداء بطارية تدفق الفاناديوم المؤكسد والمختزل.Moon, S., Kwon, BW, Chang, Y. and Kwon, Y. Influence of bismutth sulfate deposited on oxidized CNTs on the characteristics of a flow-through vanadium redox battery. مون، إس، كوون، بي دبليو، تشونغ، واي. آند كوون، واي. مون، إس.، كوون، بي دبليو، تشونغ، واي. وكوون، واي. تأثير كبريتات البزموت على أكسدة أنابيب الكربون النانوية على أداء بطارية التدفق السائل لأكسدة واختزال الفاناديوم.Moon, S., Kwon, BW, Chang, Y. and Kwon, Y. Influence of bismutth sulfate deposited on oxidized CNTs on the characteristics of flow-through vanadium redox batterys.مجلة الكيمياء الكهربائية. الحزب الاشتراكي. 166(12)، A2602. https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (2019).
هوانغ ر.-هـ. أقطاب كهربائية فعالة معدلة بأنابيب نانوية كربونية متعددة الطبقات من البلاتين لبطاريات تدفق الفاناديوم المؤكسد-المختزل. مجلة الكيمياء الكهربائية. الحزب الاشتراكي. 159(10)، A1579. https://doi.org/10.1149/2.003210jes (2012).
كان، س. وآخرون. تستخدم بطاريات تدفق الفاناديوم المؤكسد المختزل محفزات كهربائية مزينة بأنابيب نانوية كربونية مطعمة بالنيتروجين مشتقة من هياكل عضوية معدنية. مجلة الكيمياء الكهربائية. الحزب الاشتراكي. 165(7)، A1388. https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (2018).
خان، ب. وآخرون. تُعدّ صفائح أكسيد الجرافين النانوية موادًا فعّالة كهروكيميائيًا ممتازة لأزواج الأكسدة والاختزال VO2+/ وV2+/V3+ في بطاريات تدفق الفاناديوم. الكربون 49(2)، 693-700. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (2011).
غونزاليس وآخرون. الأداء الكهروكيميائي المتميز للباد الجرافيتي المُعدَّل بالجرافين لتطبيقات بطاريات الفاناديوم المؤكسدة والمختزلة. مجلة الطاقة 338، 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 thin films as nanostructured ecode materials in vanadium redox flow batterys. González, Z., Vizireanu, S., Dinescu, G., Blanco, C. & Santamaría, R. Carbon nanowalls thin films as nanostructured ecode materials in vanadium redox flow batterys.González Z., Vizirianu S., Dinescu G., Blanco C. and Santamaria R. Thin films of carbon nanowalls as nanostructured ecode materials in vanadium redox flow batterys.غونزاليس ز.، فيزيريانو س.، دينيسكو ج.، بلانكو س.، وسانتاماريا ر. أغشية جدران الكربون النانوية كمواد أقطاب كهربائية نانوية التركيب في بطاريات تدفق الفاناديوم المؤكسد-المختزل. طاقة النانو 1(6)، 833-839. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (2012).
أوبار، دي أو، نانكيا، آر، لي، جيه وجونغ، إتش. لباد كربوني معدل بالجرافين المسامي ثلاثي الأبعاد لبطاريات تدفق الفاناديوم المؤكسد المختزل عالية الأداء. أوبار، دي أو، نانكيا، آر، لي، جيه وجونغ، إتش. لباد كربوني معدل بالجرافين المسامي ثلاثي الأبعاد لبطاريات تدفق الفاناديوم المؤكسد المختزل عالية الأداء.Opar DO, Nankya R., Lee J., and Yung H. لباد الكربون المسامي المعدل بالجرافين ثلاثي الأبعاد لبطاريات تدفق الفاناديوم المؤكسد المختزل عالية الأداء. أوبار، دو، نانكيا، آر، لي، جيه آند جونغ، إتش. أوبار، دو، نانكيا، آر، لي، جيه. & جونغ، إتش.Opar DO, Nankya R., Lee J., and Yung H. لباد الكربون المسامي المعدل بالجرافين ثلاثي الأبعاد لبطاريات تدفق الفاناديوم المؤكسد المختزل عالية الأداء.Electrochem. Act 330, 135276. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (2020).