תודה שביקרתם באתר Nature.com. גרסת הדפדפן בה אתם משתמשים כוללת תמיכה מוגבלת ב-CSS. לחוויית המשתמש הטובה ביותר, אנו ממליצים להשתמש בדפדפן מעודכן (או להשבית את מצב התאימות ב-Internet Explorer). בינתיים, כדי להבטיח תמיכה מתמשכת, נציג את האתר ללא סגנונות ו-JavaScript.
קרוסלה המציגה שלוש שקופיות בו זמנית. השתמשו בכפתורים הקודם והבא כדי לעבור בין שלוש שקופיות בו זמנית, או השתמשו בכפתורי המחוון בסוף כדי לעבור בין שלוש שקופיות בו זמנית.
העלות הגבוהה יחסית של סוללות חמצון-חיזור זרימה-ונדיום (VRFBs) מגבילה את השימוש הנרחב בהן. שיפור הקינטיקה של תגובות אלקטרוכימיות נדרש כדי להגדיל את ההספק הסגולי ואת יעילות האנרגיה של ה-VRFB, ובכך להפחית את עלות ה-VRFB לקוט"ש. בעבודה זו, חלקיקי ננו-חלקיקי תחמוצת טונגסטן מיובשת (HWO) המסונתזים הידרותרמית, C76 ו-C76/HWO, הופקדו על אלקטרודות בד פחמן ונבדקו כאלקטרו-זרזים לתגובת חמצון-חיזור VO2+/VO2+. מיקרוסקופ אלקטרונים סורק פליטת שדה (FESEM), ספקטרוסקופיית קרני רנטגן פיזור אנרגיה (EDX), מיקרוסקופ אלקטרונים חודר ברזולוציה גבוהה (HR-TEM), דיפרקציית קרני רנטגן (XRD), ספקטרוסקופיית פוטואלקטרונים של קרני רנטגן (XPS), ספקטרוסקופיית טרנספורמציית פורייה אינפרא אדום (FTIR) ומדידות זווית מגע. נמצא כי הוספת פולרנים C76 ל-HWO יכולה לשפר את קינטיקה של האלקטרודות על ידי הגברת המוליכות החשמלית ויצירת קבוצות פונקציונליות מחומצנות על פני השטח שלה, ובכך לקדם את תגובת החיזור VO2+/VO2+. הקומפוזיט HWO/C76 (50% משקלי C76) הוכח כבחירה הטובה ביותר לתגובת VO2+/VO2+ עם ΔEp של 176 mV, בעוד שבד פחמן לא מטופל (UCC) היה 365 mV. בנוסף, הקומפוזיט HWO/C76 הראה השפעה מעכבת משמעותית על תגובת התפתחות הכלור הטפילית עקב הקבוצה הפונקציונלית W-OH.
פעילות אנושית עזה והמהפכה התעשייתית המהירה הובילו לביקוש גבוה באופן בלתי ניתן לעצירה לחשמל, העולה בכ-3% בשנה1. במשך עשרות שנים, השימוש הנרחב בדלקים מאובנים כמקור אנרגיה הוביל לפליטות גזי חממה התורמים להתחממות כדור הארץ, זיהום מים ואוויר, ומאיימים על מערכות אקולוגיות שלמות. כתוצאה מכך, חדירת אנרגיית רוח ואנרגיה סולארית נקייה ומתחדשת צפויה להגיע ל-75% מכלל החשמל עד שנת 20501. עם זאת, כאשר חלקו של החשמל ממקורות מתחדשים עולה על 20% מכלל ייצור החשמל, הרשת הופכת לבלתי יציבה.
מבין כל מערכות אגירת האנרגיה, כגון סוללת זרימה היברידית של חמצון-חיזור ונדיום2, סוללת הזרימה כולה של חמצון-חיזור ונדיום (VRFB) התפתחה במהירות הרבה ביותר בשל יתרונותיה הרבים ונחשבת לפתרון הטוב ביותר לאחסון אנרגיה לטווח ארוך (כ-30 שנה). ) אפשרויות בשילוב עם אנרגיה מתחדשת4. זאת בשל הפרדת חשמל וצפיפות אנרגיה, תגובה מהירה, חיי שירות ארוכים ועלות שנתית נמוכה יחסית של 65 דולר לקוט"ש בהשוואה ל-93-140 דולר לקוט"ש עבור סוללות ליתיום-יון ועופרת-חומצה ו-279-420 דולר אמריקאי לקוט"ש בהתאמה4.
עם זאת, המסחור שלהם בקנה מידה גדול עדיין מוגבל על ידי עלויות הון מערכתיות גבוהות יחסית, בעיקר עקב ערימות תאים 4,5. לכן, שיפור ביצועי הערימה על ידי הגדלת הקינטיקה של שתי תגובות חצאי היסודות יכול להפחית את גודל הערימה ובכך להפחית את העלות. לכן, העברת אלקטרונים מהירה אל פני השטח של האלקטרודה היא הכרחית, התלויה בתכנון, בהרכב ובמבנה של האלקטרודה ודורשת אופטימיזציה זהירה 6. למרות היציבות הכימית והאלקטרוכימית הטובה והמוליכות החשמלית הטובה של אלקטרודות פחמן, הקינטיקה הלא מטופלת שלהן איטית עקב היעדר קבוצות פונקציונליות חמצן והידרופיליות 7,8. לכן, אלקטרו-זרזים שונים משולבים עם אלקטרודות מבוססות פחמן, במיוחד ננו-מבנים של פחמן ותחמוצות מתכת, כדי לשפר את הקינטיקה של שתי האלקטרודות, ובכך להגדיל את הקינטיקה של אלקטרודת VRFB.
בנוסף לעבודתנו הקודמת על C76, דיווחנו לראשונה על הפעילות האלקטרו-קטליטית המצוינת של פולרן זה עבור העברת מטען VO2+/VO2+, בהשוואה לבד פחמן שטופל בחום ולא מטופל. ההתנגדות מופחתת ב-99.5% ו-97%. הביצועים הקטליטיים של חומרי הפחמן עבור תגובת VO2+/VO2+ בהשוואה ל-C76 מוצגים בטבלה S1. מצד שני, תחמוצות מתכת רבות כגון CeO225, ZrO226, MoO327, NiO28, SnO229, Cr2O330 ו-WO331, 32, 33, 34, 35, 36, 37 שימשו בשל יכולת הרטבה מוגברת ופונקציונליות חמצן בשפע. , 38. הפעילות הקטליטית של תחמוצות מתכת אלו בתגובת VO2+/VO2+ מוצגת בטבלה S2. WO3 שימש במספר משמעותי של עבודות בשל עלותו הנמוכה, יציבותו הגבוהה במדיה חומצית ופעילותו הקטליטית הגבוהה31,32,33,34,35,36,37,38. עם זאת, השיפור בקינטיקה הקתודית עקב WO3 אינו משמעותי. כדי לשפר את המוליכות של WO3, נבדקה ההשפעה של שימוש בתחמוצת טונגסטן מופחתת (W18O49) על הפעילות הקתודית38. תחמוצת טונגסטן מיובשת (HWO) מעולם לא נבדקה ביישומי VRFB, למרות שהיא מפגינה פעילות מוגברת ביישומי סופר-קבלים עקב דיפוזיה מהירה יותר של קטיונים בהשוואה ל-WOx נטול מים39,40. סוללת זרימת חמצון-חיזור ונדיום מהדור השלישי משתמשת באלקטרוליט חומצה מעורבת המורכבת מ-HCl ו-H2SO4 כדי לשפר את ביצועי הסוללה ולשפר את המסיסות והיציבות של יוני ונדיום באלקטרוליט. עם זאת, תגובת התפתחות הכלור הטפילית הפכה לאחד החסרונות של הדור השלישי, ולכן החיפוש אחר דרכים לעכב את תגובת הערכת הכלור הפך למוקד של מספר קבוצות מחקר.
כאן, בוצעו מבחני תגובה של VO2+/VO2+ על חומרים מרוכבים HWO/C76 שהופקדו על אלקטרודות בד פחמן, במטרה למצוא איזון בין המוליכות החשמלית של החומרים המרוכבים לבין קינטיקה של חיזור-חיזור של פני האלקטרודה, תוך דיכוי תגובת התפתחות כלור טפילית (CER). ננו-חלקיקי תחמוצת טונגסטן מיובשים (HWO) סונתזו בשיטה הידרותרמית פשוטה. נערכו ניסויים באלקטרוליט חומצי מעורב (H2SO4/HCl) כדי לדמות את VRFB (G3) מהדור השלישי לצורך פרקטיות ולחקור את השפעת HWO על תגובת התפתחות הכלור הטפילית.
במחקר זה נעשה שימוש בהידרט ונדיום(IV) סולפט (VOSO4, 99.9%, Alfa-Aeser), חומצה גופרתית (H2SO4), חומצה הידרוכלורית (HCl), דימתילפורמאמיד (DMF, Sigma-Aldrich), פוליווינילידן פלואוריד (PVDF, Sigma)-Aldrich), דיהידרט תחמוצת טונגסטן נתרן (Na2WO4, 99%, Sigma-Aldrich) ובד פחמן הידרופילי ELAT (Fuel Cell Store) .
תחמוצת טונגסטן מיובשת (HWO) הוכנה בתגובה הידרותרמית 43 שבה הומסו 2 גרם של מלח Na2WO4 ב-12 מ"ל של H2O לקבלת תמיסה חסרת צבע, לאחר מכן נוספו טיפה אחר טיפה 12 מ"ל של 2 M HCl לקבלת תרחיף צהוב חיוור. התרחיף הוכנס לאוטוקלב נירוסטה מצופה טפלון ונשמר בתנור בטמפרטורה של 180 מעלות צלזיוס למשך 3 שעות לתגובה הידרותרמית. השאריות נאספו באמצעות סינון, נשטפו 3 פעמים עם אתנול ומים, יובשו בתנור בטמפרטורה של 70 מעלות צלזיוס למשך כ-3 שעות, ולאחר מכן טחנו עד לקבלת אבקה HWO בצבע כחול-אפור.
אלקטרודות בד הפחמן (CCT) שהתקבלו (לא מטופלות) שימשו כפי שהן או טופלו בחום בכבשן צינורות בטמפרטורה של 450 מעלות צלזיוס באוויר עם קצב חימום של 15 מעלות צלזיוס/דקה למשך 10 שעות לקבלת CC מטופלים (TCC), כמתואר במאמר הקודם24. UCC ו-TCC נחתכו לאלקטרודות ברוחב של כ-1.5 ס"מ ובאורך של 7 ס"מ. תרחיפים של C76, HWO, HWO-10% C76, HWO-30% C76 ו-HWO-50% C76 הוכנו על ידי הוספת 20 מ"ג% (כ-2.22 מ"ג) של חומר מקשר PVDF לכ-1 מ"ל DMF ועברו סוניקציה למשך שעה לשיפור האחידות. 2 מ"ג של חומרים מרוכבים C76, HWO ו-HWO-C76 יושמו ברצף על שטח אלקטרודה פעילה של UCC של כ-1.5 סמ"ר. כל הזרזים הועמסו על אלקטרודות UCC ו-TCC שימש למטרות השוואה בלבד, מכיוון שעבודתנו הקודמת הראתה כי לא נדרש טיפול בחום 24. שקיעת הטבעה הושגה על ידי הברשה של 100 מיקרוליטר של התרחיף (טעינה של 2 מ"ג) לקבלת אפקט אחיד יותר. לאחר מכן כל האלקטרודות יובשו בתנור ב-60°C למשך הלילה. האלקטרודות נמדדו קדימה ואחורה כדי להבטיח טעינה מדויקת של החומר. על מנת לקבל שטח גיאומטרי מסוים (~1.5 סמ"ר) ולמנוע את עליית האלקטרוליט של ונדיום לאלקטרודה עקב אפקט קפילרי, שכבה דקה של פרפין יושמה על החומר הפעיל.
מיקרוסקופ אלקטרונים סורק פליטת שדה (FESEM, Zeiss SEM Ultra 60, 5 kV) שימש לצפייה במורפולוגיה של פני השטח של HWO. ספקטרומטר קרני רנטגן פיזור אנרגיה המצויד ב-Feii8SEM (EDX, Zeiss Inc.) שימש למיפוי יסודות HWO-50%C76 על אלקטרודות ה-UCC. מיקרוסקופ אלקטרונים חודר ברזולוציה גבוהה (HR-TEM, JOEL JEM-2100) הפועל במתח תאוצה של 200 kV שימש לצילום חלקיקי HWO וטבעות דיפרקציה ברזולוציה גבוהה יותר. תוכנת Crystallography Toolbox (CrysTBox) משתמשת בפונקציית ringGUI כדי לנתח את תבנית הדיפרקציה של טבעת HWO ולהשוות את התוצאות לתבנית ה-XRD. המבנה והגרפיטיזציה של UCC ו-TCC נותחו באמצעות דיפרקציית קרני רנטגן (XRD) בקצב סריקה של 2.4°/דקה מ-5° עד 70° עם CuKα (λ = 1.54060 Å) באמצעות דיפרקטומטר קרני רנטגן Panalytical (דגם 3600). XRD הראה את מבנה הגביש והפאזה של HWO. תוכנת PANalytical X'Pert HighScore שימשה להתאמת שיאי HWO למפות תחמוצת הטונגסטן הזמינות במסד הנתונים45. תוצאות HWO הושוו לתוצאות TEM. ההרכב הכימי ומצב דגימות HWO נקבעו באמצעות ספקטרוסקופיית פוטואלקטרונים בקרני רנטגן (XPS, ESCALAB 250Xi, ThermoScientific). תוכנת CASA-XPS (גרסה 2.3.15) שימשה לפירוק שיאים וניתוח נתונים. כדי לקבוע את הקבוצות הפונקציונליות על פני השטח של HWO ו-HWO-50%C76, בוצעו מדידות באמצעות ספקטרוסקופיית אינפרא אדום טרנספורמציית פורייה (FTIR, ספקטרומטר פרקין אלמר, באמצעות KBr FTIR). התוצאות הושוו לתוצאות XPS. מדידות זווית מגע (KRUSS DSA25) שימשו גם לאפיון יכולת הרטבה של האלקטרודות.
עבור כל המדידות האלקטרוכימיות, נעשה שימוש בתחנת עבודה Biologic SP 300. וולטמטריה מחזורית (CV) וספקטרוסקופיית עכבה אלקטרוכימית (EIS) שימשו לחקר קינטיקה של האלקטרודות של תגובת החיזור VO2+/VO2+ והשפעת דיפוזיה של ריאגנט (VOSO4(VO2+)) על קצב התגובה. שתי השיטות השתמשו בתא בעל שלוש אלקטרודות עם ריכוז אלקטרוליטים של 0.1 M VOSO4 (V4+) ב-1 M H2SO4 + 1 M HCl (תערובת חומצות). כל הנתונים האלקטרוכימיים המוצגים מתוקנים לאינפרא אדום. אלקטרודת קלומל רוויה (SCE) וסליל פלטינה (Pt) שימשו כאלקטרודת ייחוס ואלקטרודת נגד, בהתאמה. עבור CV, קצבי סריקה (ν) של 5, 20 ו-50 mV/s יושמו על חלון הפוטנציאל VO2+/VO2+ עבור (0-1) V לעומת SCE, ולאחר מכן הותאמו עבור SHE כדי להציג את התוצאה (VSCE = 0.242 V לעומת HSE). כדי לחקור את שימור פעילות האלקטרודה, בוצעו מדידות מחזוריות חוזרות (CVs) בקצב של ν 5 mV/s עבור UCC, TCC, UCC-C76, UCC-HWO, ו-UCC-HWO-50% C76. עבור מדידות EIS, טווח התדרים של תגובת החיזור VO2+/VO2+ היה 0.01-105 הרץ, והפרעת המתח במתח במעגל פתוח (OCV) הייתה 10 mV. כל ניסוי חזר על עצמו 2-3 פעמים כדי להבטיח עקביות בתוצאות. קבועי הקצב ההטרוגניים (k0) התקבלו בשיטת ניקולסון46,47.
תחמוצת טונגסטן מיובשת (HVO) סונתזה בהצלחה בשיטה ההידרותרמית. תמונת SEM באיור 1a מראה כי ה-HWO שהופקד מורכב מאשכולות של ננו-חלקיקים בגדלים בטווח של 25-50 ננומטר.
דפוס עקיפת קרני הרנטגן של HWO מראה שיאים (001) ו-(002) ב-~23.5° ו-~47.5°, בהתאמה, האופייניים ל-WO2.63 הלא סטוכיומטרי (W32O84) (PDF 077–0810, a = 21.4Å, b = 17.8Å, c = 3.8Å, α = β = γ = 90°), התואם את צבעם הכחול הבהיר (איור 1b) 48.49. שיאים אחרים בזוויות של כ-20.5°, 27.1°, 28.1°, 30.8°, 35.7°, 36.7° ו-52.7° שויכו ל-(140), (620), (350), (720), (740), (560°). מישורי הדיפרקציה ) ) ו-(970) אורתוגונליים ל-WO2.63, בהתאמה. אותה שיטה סינתטית שימשה את סונגרה ואחרים. 43 כדי להשיג תוצר לבן, אשר יוחס לנוכחות WO3(H2O)0.333. עם זאת, בעבודה זו, עקב תנאים שונים, הושג תוצר כחול-אפור, דבר המצביע על כך ש-WO3(H2O)0.333 (PDF 087-1203, a = 7.3 Å, b = 12.5 Å, c = 7.7 Å, α = β = γ = 90°) והצורה המצומצמת של תחמוצת טונגסטן. ניתוח חצי-כמותי באמצעות תוכנת X'Pert HighScore הראה 26% WO3(H2O)0.333:74% W32O84. מכיוון ש-W32O84 מורכב מ-W6+ ו-W4+ (1.67:1 W6+:W4+), התכולה המשוערת של W6+ ו-W4+ היא כ-72% W6+ ו-28% W4+, בהתאמה. תמונות SEM, ספקטרום XPS של שנייה אחת ברמת הגרעין, תמונות TEM, ספקטרום FTIR וספקטרום ראמאן של חלקיקי C76 הוצגו במאמר הקודם שלנו. על פי קוואדה ואחרים,50,51 דיפרקציית קרני רנטגן של C76 לאחר הסרת טולואן הראתה את המבנה המונוקליני של FCC.
תמונות SEM באיורים 2א' ו-2ב' מראות כי HWO ו-HWO-50%C76 הושקעו בהצלחה על גבי ובין סיבי הפחמן של אלקטרודת ה-UCC. מפות אלמנטים EDX של טונגסטן, פחמן וחמצן בתמונות SEM באיור 2ג' מוצגות באיורים 2ד'-ו', דבר המצביע על כך שהטונגסטן והפחמן מעורבבים באופן שווה (ומראים פיזור דומה) על פני כל פני האלקטרודה והחומר המרוכב אינו מושקע באופן אחיד עקב אופי שיטת ההפקדה.
תמונות SEM של חלקיקי HWO שהופקדו (א) וחלקיקי HWO-C76 (ב). מיפוי EDX על HWO-C76 שהוטען על גבי UCC באמצעות השטח בתמונה (ג) מראה את התפלגות הטונגסטן (ד), הפחמן (ה) והחמצן (ו) בדגימה.
HR-TEM שימש להדמיה בהגדלה גבוהה ולמידע קריסטלוגרפי (איור 3). HWO מציג את המורפולוגיה של הננו-קוביה כפי שמוצג באיור 3a ובאופן ברור יותר באיור 3b. על ידי הגדלת הננו-קוביה לצורך דיפרקציה של אזורים נבחרים, ניתן לדמיין את מבנה הסריגים ואת מישורי הדיפרקציה העומדים בחוק בראג, כפי שמוצג באיור 3c, המאשר את גבישיות החומר. בתמונה המוקטנת של איור 3c מוצג המרחק d 3.3 Å המתאים למישורי הדיפרקציה (022) ו-(620) שנמצאו בשלבי WO3(H2O)0.333 ו-W32O84, בהתאמה 43,44,49. זה עולה בקנה אחד עם ניתוח ה-XRD שתואר לעיל (איור 1b) מכיוון שמרחק מישור הסריגים שנצפה d (איור 3c) מתאים לשיא ה-XRD החזק ביותר בדגימת HWO. טבעות הדגימה מוצגות גם באיור 3d, כאשר כל טבעת מתאימה למישור נפרד. מישורי WO3(H2O)0.333 ו-W32O84 צבועים בלבן וכחול, בהתאמה, ושיאי ה-XRD המתאימים להם מוצגים גם באיור 1b. הטבעת הראשונה המוצגת בדיאגרמת הטבעת תואמת את השיא המסומן הראשון בתבנית קרני הרנטגן של מישור הדיפרקציה (022) או (620). מהטבעות (022) עד (402), ערכי מרווח ה-d הם 3.30, 3.17, 2.38, 1.93 ו-1.69Å, בהתאם לערכי XRD של 3.30, 3.17, 2, 45, 1.93 ו-1.66Å, שהם שווים ל-44, 45, בהתאמה.
(א) תמונת HR-TEM של HWO, (ב) מציגה תמונה מוגדלת. תמונות של מישורי הסריגים מוצגות ב-(ג), תמונה מוקטנת (ג) מציגה תמונה מוגדלת של המישורים ופסיעה d של 0.33 ננומטר התואמת למישורים (002) ו-(620). (ד) תבנית טבעת HWO המציגה מישורים הקשורים ל-WO3(H2O)0.333 (לבן) ו-W32O84 (כחול).
ניתוח XPS בוצע כדי לקבוע את הכימיה של פני השטח ואת מצב החמצון של טונגסטן (איורים S1 ו-4). ספקטרום הסריקה הרחב של XPS של ה-HWO המסונתז מוצג באיור S1, דבר המצביע על נוכחות טונגסטן. ספקטרום הסריקה הצרה של XPS של רמות הליבה W 4f ו-O 1s מוצג באיורים 4a ו-4b, בהתאמה. ספקטרום W 4f מתפצל לשני דובלטים של ספין-מסלול התואמים לאנרגיות הקישור של מצב החמצון W. ו-W 4f7/2 ב-36.6 ו-34.9 eV אופייניים למצב W4+ של 40, בהתאמה. )0.333. הנתונים המותאמים מראים כי האחוזים האטומיים של W6+ ו-W4+ הם 85% ו-15%, בהתאמה, הקרובים לערכים המוערכים מנתוני ה-XRD בהתחשב בהבדלים בין שתי השיטות. שתי השיטות מספקות מידע כמותי בדיוק נמוך, במיוחד XRD. כמו כן, שתי שיטות אלו מנתחות חלקים שונים של החומר מכיוון ש-XRD היא שיטת כמות גדולה בעוד ש-XPS היא שיטת שטח שמתקרבת רק לכמה ננומטרים. ספקטרום O1s מחולק לשני שיאים ב-533 (22.2%) ו-530.4 eV (77.8%). הראשון מתאים ל-OH, והשני לקשרי חמצן בסריג ב-WO. נוכחותן של קבוצות פונקציונליות OH עולה בקנה אחד עם תכונות ההידרציה של HWO.
כמו כן, בוצע ניתוח FTIR על שתי דגימות אלו כדי לבחון את נוכחותן של קבוצות פונקציונליות ומולקולות מים מתואמות במבנה HWO המיועד להידרציה. התוצאות מראות כי תוצאות הדגימה HWO-50% C76 ותוצאות ה-FT-IR HWO נראות דומות עקב נוכחות HWO, אך עוצמת השיאים שונה עקב כמות הדגימה השונה ששימשה כהכנה לניתוח (איור 5a). ) HWO-50% C76 מראה שכל השיאים, למעט שיא תחמוצת הטונגסטן, קשורים לפולרן 24. איור 5a מפרטים ששתי הדגימות מציגות פס רחב חזק מאוד ב-~710/cm המיוחס לתנודות מתיחה של OWO במבנה הסריג של HWO, עם כתף חזקה ב-~840/cm המיוחסת ל-WO. עבור תנודות מתיחה, פס חד בסביבות 1610/cm מיוחס לתנודות כיפוף של OH, בעוד שפס בליעה רחב בסביבות 3400/cm מיוחס לתנודות מתיחה של OH בקבוצות הידרוקסיל 43. תוצאות אלו עולות בקנה אחד עם ספקטרום ה-XPS באיורים 4b, שבהם קבוצות פונקציונליות WO יכולות לספק אתרים פעילים לתגובת VO2+/VO2+.
ניתוח FTIR של HWO ו-HWO-50% C76 (א), הצביע על קבוצות פונקציונליות ומדידות זווית מגע (ב, ג).
קבוצת ה-OH יכולה גם לזרז את תגובת VO2+/VO2+, תוך הגברת ההידרופיליות של האלקטרודה, ובכך לקדם את קצב הדיפוזיה והעברת האלקטרונים. כפי שמוצג, דגימת HWO-50% C76 מראה שיא נוסף עבור C76. ניתן לשייך את השיאים ב-~2905, 2375, 1705, 1607 ו-1445 סמ"ק לתנודות המתיחה של CH, O=C=O, C=O, C=C ו-CO, בהתאמה. ידוע היטב שקבוצות הפונקציונליות של חמצן C=O ו-CO יכולות לשמש כמרכזים פעילים לתגובות חמצון-חיזור של ונדיום. כדי לבדוק ולהשוות את יכולת הרטיבות של שתי האלקטרודות, בוצעו מדידות של זווית המגע כפי שמוצג באיור 5b,c. אלקטרודת ה-HWO ספגה מיד טיפות מים, דבר המצביע על סופר-הידרופיליות עקב קבוצות הפונקציונליות של OH הזמינות. HWO-50% C76 הידרופובי יותר, עם זווית מגע של כ-135° לאחר 10 שניות. עם זאת, במדידות אלקטרוכימיות, האלקטרודה HWO-50%C76 נרטבה לחלוטין תוך פחות מדקה. מדידות הרטיבות עולות בקנה אחד עם תוצאות XPS ו-FTIR, דבר המצביע על כך שיותר קבוצות OH על פני השטח של HWO הופכות אותה להידרופילית יותר יחסית.
נבדקו תגובות VO2+/VO2+ של ננו-קומפוזיטים HWO ו-HWO-C76, והיה צפוי ש-HWO ידכא את התפתחות הכלור בתגובת VO2+/VO2+ בחומצה מעורבת, ו-C76 יזרז עוד יותר את תגובת החמצון-חיזור הרצויה VO2+/VO2+. %, 30% ו-50% C76 בתרחיפי HWO ו-CCC שהופקד על אלקטרודות עם עומס כולל של כ-2 מ"ג/ס"מ רבוע.
כפי שמוצג באיור 6, הקינטיקה של תגובת VO2+/VO2+ על פני האלקטרודה נבדקה על ידי CV באלקטרוליט חומצי מעורב. הזרמים מוצגים כ-I/Ipa להשוואה קלה של ΔEp ו-Ipa/Ipc עבור זרזים שונים ישירות בגרף. נתוני יחידת שטח הזרם מוצגים באיור 2S. באיור 6a, איור 6a מראה ש-HWO מגביר מעט את קצב העברת האלקטרונים של תגובת החיזור VO2+/VO2+ על פני האלקטרודה ומדכא את תגובת התפתחות הכלור הטפילית. עם זאת, C76 מגביר משמעותית את קצב העברת האלקטרונים ומזרז את תגובת התפתחות הכלור. לכן, צפוי כי חומר מרוכב שנוסח כהלכה של HWO ו-C76 יהיה בעל הפעילות הטובה ביותר והיכולת הגדולה ביותר לעכב את תגובת התפתחות הכלור. נמצא כי לאחר הגדלת תכולת C76, הפעילות האלקטרוכימית של האלקטרודות השתפרה, כפי שמעידה ירידה ב-ΔEp ועלייה ביחס Ipa/Ipc (טבלה S3). הדבר אושר גם על ידי ערכי ה-RCT שחולצו מתרשים נייקוויסט באיור 6d (טבלה S3), אשר נמצאו כי הם יורדים עם עלייה בתכולת C76. תוצאות אלו עולות בקנה אחד גם עם מחקרו של לי, שבו הוספת פחמן מזופורי ל-WO3 מזופורי הראתה שיפור בקינטיקה של העברת מטען על VO2+/VO2+35. ממצא זה מצביע על כך שהתגובה הישירה עשויה להיות תלויה יותר במוליכות האלקטרודה (קשר C=C) 18, 24, 35, 36, 37. ייתכן שזה נובע גם משינוי בגיאומטריית הקואורדינציה בין [VO(H2O)5]2+ ו-[VO2(H2O)4]+, כאשר C76 מפחית את מתח היתר של התגובה על ידי הפחתת אנרגיית הרקמה. עם זאת, ייתכן שזה לא אפשרי עם אלקטרודות HWO.
(א) התנהגות וולטמטרית מחזורית (ν = 5 mV/s) של תגובת VO2+/VO2+ של חומרים מרוכבים UCC ו-HWO-C76 עם יחסים שונים של HWO:C76 באלקטרוליט 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl. (ב) שיטת רנדלס-סבצ'יק ו-(ג) שיטת ניקולסון VO2+/VO2+ להערכת יעילות דיפוזיה וקבלת ערכי k0(d).
לא רק ש-HWO-50% C76 הציג כמעט את אותה פעילות אלקטרו-קטליטית כמו C76 עבור תגובת VO2+/VO2+, אלא, באופן מעניין יותר, הוא גם דיכא את התפתחות הכלור בהשוואה ל-C76, כפי שמוצג באיור 6a, וגם מציג את חצי העיגול הקטן יותר באיור 6d (ניסוי קליני רשום תחתון). C76 הראה Ipa/Ipc נראית לעין גבוה יותר מאשר HWO-50% C76 (טבלה S3), לא בגלל שיפור ההפיכות של התגובה, אלא בגלל חפיפת שיא של תגובת חיזור הכלור עם SHE ב-1.2 וולט. הביצועים הטובים ביותר של HWO-50% C76 מיוחסים לאפקט הסינרגיסטי בין C76 המוליך בעל הטעינה השלילית לבין יכולת הרטבה גבוהה ופונקציונליות קטליטית W-OH על HWO. פליטת כלור פחותה תשפר את יעילות הטעינה של התא המלא, בעוד שקינטיקה משופרת תשפר את יעילות מתח התא המלא.
לפי משוואה S1, עבור תגובה קוואזי-רברסיבית (העברת אלקטרונים איטית יחסית) הנשלטת על ידי דיפוזיה, זרם השיא (IP) תלוי במספר האלקטרונים (n), שטח האלקטרודה (A), מקדם הדיפוזיה (D), מספר מקדם העברת האלקטרונים (α) ומהירות הסריקה (ν). על מנת לחקור את ההתנהגות הנשלטת על ידי דיפוזיה של החומרים שנבדקו, הקשר בין IP ל-ν1/2 הוצג באיור 6b. מכיוון שכל החומרים מראים קשר ליניארי, התגובה נשלטת על ידי דיפוזיה. מכיוון שתגובת VO2+/VO2+ היא קוואזי-רברסיבית, שיפוע הקו תלוי במקדם הדיפוזיה ובערך של α (משוואה S1). מכיוון שמקדם הדיפוזיה קבוע (≈ 4 × 10–6 cm2/s)52, ההבדל בשיפוע הקו מצביע ישירות על ערכים שונים של α, ולכן על קצב העברת האלקטרונים על פני האלקטרודה, המוצג עבור C76 ו-HWO -50%. C76 השיפוע התלול ביותר (קצב העברת האלקטרונים הגבוה ביותר).
שיפועי ורבורג (W) שחושבו עבור התדרים הנמוכים המוצגים בטבלה S3 (איור 6d) הם בעלי ערכים קרובים ל-1 עבור כל החומרים, דבר המצביע על דיפוזיה מושלמת של מיני חמצון-חיזור ומאשר את ההתנהגות הליניארית של IP בהשוואה ל-ν1/2. CV נמדד. עבור HWO-50% C76, שיפוע ורבורג סוטה מ-1 ל-1.32, דבר המצביע לא רק על דיפוזיה חצי אינסופית של הריאגנט (VO2+), אלא גם על תרומה אפשרית של התנהגות שכבה דקה להתנהגות הדיפוזיה עקב נקבוביות האלקטרודה.
כדי לנתח עוד יותר את ההפיכות (קצב העברת אלקטרונים) של תגובת החיזור VO2+/VO2+, נעשה שימוש גם בשיטת התגובה הקוואזי-הפיכה של ניקולסון כדי לקבוע את קבוע הקצב הסטנדרטי k0⁴⁻¹. פעולה זו נעשית באמצעות משוואת S2 לבניית הפרמטר הקינטי חסר הממדים Ψ, שהוא פונקציה של ΔEp, כפונקציה של ν-1/2. טבלה S4 מציגה את ערכי Ψ שהתקבלו עבור כל חומר אלקטרודה. התוצאות (איור 6c) הוצגו בגרף כדי לקבל k0 × 10⁴ ס"מ/שנייה מהשיפוע של כל גרף באמצעות משוואה S3 (הכתובה ליד כל שורה ומוצגת בטבלה S4). נמצא כי ל-HWO-50% C76 יש את השיפוע הגבוה ביותר (איור 6c), ולכן הערך המקסימלי של k0 הוא 2.47 × 10⁴ ס"מ/שנייה. משמעות הדבר היא שאלקטרודה זו משיגה את הקינטיקה המהירה ביותר, דבר התואם את תוצאות ה-CV וה-EIS באיור 6א' ו-6ד' ובטבלה S3. בנוסף, ערך k0 התקבל גם מגרף נייקוויסט (איור 6ד') של משוואה S4 באמצעות ערך ה-RCT (טבלה S3). תוצאות k0 אלו מ-EIS מסוכמות בטבלה S4 ומראות גם כי HWO-50% C76 מציג את קצב העברת האלקטרונים הגבוה ביותר עקב האפקט הסינרגיסטי. למרות שערכי ה-k0 שונים זה מזה עקב המקורות השונים של כל שיטה, הם עדיין מראים את אותו סדר גודל ועקביות.
כדי להבין באופן מלא את הקינטיקה המצוינת שהתקבלה, חשוב להשוות את חומרי האלקטרודה האופטימליים עם אלקטרודות UCC ו-TCC ללא ציפוי. עבור תגובת VO2+/VO2+, HWO-C76 לא רק הראה את ΔEp הנמוך ביותר והפיכות טובה יותר, אלא גם דיכא באופן משמעותי את תגובת התפתחות הכלור הטפילית בהשוואה ל-TCC, כפי שנמדד על ידי הזרם ב-1.45 וולט יחסית ל-SHE (איור 7א). מבחינת יציבות, הנחנו ש-HWO-50% C76 היה יציב פיזיקלי מכיוון שהזרז עורבב עם קלסר PVDF ולאחר מכן יושם על אלקטרודות בד הפחמן. HWO-50% C76 הראה שיא של 44 mV (קצב פירוק 0.29 mV/מחזור) לאחר 150 מחזורים בהשוואה ל-50 mV עבור UCC (איור 7ב). זה אולי לא הבדל גדול, אבל הקינטיקה של אלקטרודות UCC איטית מאוד ומתדרדרת עם מחזורים, במיוחד עבור תגובות הפוכות. למרות שההפיכות של TCC טובה בהרבה מזו של UCC, נמצא כי ל-TCC יש היסט שיא גדול של 73 mV לאחר 150 מחזורים, דבר שעשוי להיות בגלל כמות גדולה של כלור שנוצרת על פני השטח שלו, כך שהזרז נצמד היטב לפני השטח של האלקטרודה. כפי שניתן לראות מכל האלקטרודות שנבדקו, אפילו אלקטרודות ללא זרזים נתמכים הראו דרגות שונות של חוסר יציבות במחזוריות, דבר המצביע על כך שהשינוי בהפרדת השיאים במהלך המחזוריות נובע מדה-אקטיבציה של החומר הנגרם על ידי שינויים כימיים ולא מהפרדת הזרז. בנוסף, אם כמות גדולה של חלקיקי זרז הייתה מופרדת מפני השטח של האלקטרודה, הדבר היה מביא לעלייה משמעותית בהפרדת השיאים (לא רק 44 mV), מכיוון שהסובסטרט (UCC) אינו פעיל יחסית לתגובת חיזור VO2+/VO2+.
השוואה בין ה-CV של חומר האלקטרודה הטוב ביותר בהשוואה ל-UCC (א) ויציבות תגובת החיזור VO2+/VO2+ (ב). ν = 5 mV/s עבור כל ה-CV באלקטרוליט 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl.
כדי להגביר את האטרקטיביות הכלכלית של טכנולוגיית VRFB, הרחבה והבנה של הקינטיקה של תגובות חיזור ונדיום חיוניים להשגת יעילות אנרגטית גבוהה. הוכנו חומרים מרוכבים HWO-C76 ונחקרה השפעתם האלקטרו-קטליטית על תגובת VO2+/VO2+. HWO הראה שיפור קינטי מועט באלקטרוליטים חומציים מעורבים אך דיכא משמעותית את התפתחות הכלור. יחסים שונים של HWO:C76 שימשו לאופטימיזציה נוספת של הקינטיקה של אלקטרודות מבוססות HWO. הגדלת C76 ל-HWO משפרת את קינטיקה של העברת האלקטרונים של תגובת VO2+/VO2+ על האלקטרודה שעברה שינוי, שממנה HWO-50% C76 הוא החומר הטוב ביותר מכיוון שהוא מפחית את התנגדות העברת המטען ומדכא עוד יותר כלור בהשוואה ל-C76 ומשקע TCC. זאת בשל ההשפעה הסינרגטית בין הכלאה C=C sp2, קבוצות פונקציונליות OH ו-W-OH. קצב הפירוק לאחר מחזורי עיבוד חוזרים של HWO-50% C76 נמצא כ-0.29 mV/מחזור, בעוד שקצב הפירוק של UCC ו-TCC הוא 0.33 mV/מחזור ו-0.49 mV/מחזור, בהתאמה, מה שהופך אותו ליציב מאוד באלקטרוליטים חומציים מעורבים. התוצאות המוצגות מזהות בהצלחה חומרי אלקטרודה בעלי ביצועים גבוהים לתגובת VO2+/VO2+ עם קינטיקה מהירה ויציבות גבוהה. זה יגדיל את מתח המוצא, ובכך יגדיל את יעילות האנרגיה של ה-VRFB, ובכך יפחית את עלות המסחור העתידי שלו.
מערכי הנתונים ששימשו ו/או נותחו במחקר הנוכחי זמינים מהמחברים בהתאמה על פי בקשה סבירה.
לודרר ג' ואחרים. הערכת אנרגיית רוח ואנרגיה סולארית בתרחישי אנרגיה דלת פחמן עולמיים: מבוא. חיסכון באנרגיה. 64, 542–551. https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (2017).
Lee, HJ, Park, S. & Kim, H. ניתוח השפעת משקעי MnO2 על ביצועי סוללת זרימה מבוססת חמצון-חיזור ונדיום/מנגן. Lee, HJ, Park, S. & Kim, H. ניתוח השפעת משקעי MnO2 על ביצועי סוללת זרימה מבוססת חמצון-חיזור ונדיום/מנגן.Lee, HJ, Park, S. and Kim, H. ניתוח השפעת שקיעת MnO2 על ביצועי סוללת זרימה מסוג ונדיום-מנגן לחיזור חמצון. 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。 לי, ה.ג'., פארק, ס. וקים, ה. MnO2Lee, HJ, Park, S. and Kim, H. ניתוח השפעת שקיעת MnO2 על ביצועי סוללות זרימת חמצון-חיזור ונדיום-מנגן.J. אלקטרוכימיה. המפלגה הסוציאליסטית. 165(5), A952-A956. https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (2018).
שאה, א.א., טנגירלה, ר., סינג, ר., ווילס, ר.ג.א. וולס, פ.צ. מודל תא יחידה דינמי עבור סוללת זרימה כולה ונדיום. שאה, א.א., טנגירלה, ר., סינג, ר., ווילס, ר.ג.א. וולס, פ.צ. מודל תא יחידה דינמי עבור סוללת זרימה כולה ונדיום.Shah AA, Tangirala R, Singh R, Wills RG. ו- Walsh FK. מודל דינמי של התא האלמנטרי של סוללת זרימה כולה ונדיום. 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. שאה, א.א., טנגירלה, ר., סינג, ר., ווילס, ר.ג.א. וולס, פ.צ.Shah AA, Tangirala R, Singh R, Wills RG. ו- Walsh FK. מודל תא דינמי של סוללת זרימה מבוססת ונדיום כולה.J. אלקטרוכימיה. המפלגה הסוציאליסטית. 158(6), A671. https://doi.org/10.1149/1.3561426 (2011).
Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM מדידת התפלגות פוטנציאלים באתר ומודל מאומת עבור סוללת זרימה מבוססת חמצון-חיזור מלאה ונדיום. Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM מדידת התפלגות פוטנציאלים באתר ומודל מאומת עבור סוללת זרימה מבוססת חמצון-חיזור מלאה ונדיום.Gandomi, Yu. A., Aaron, DS, Zavodzinski, TA and Mench, MM. מדידת התפלגות פוטנציאלים באתר ומודל מאומת עבור פוטנציאל חיזור של סוללות זרימה מלאה של ונדיום. Gandomi, YA, אהרון, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM. Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM. מודל מדידה ואימות של התפלגות פוטנציאל 全vanadium oxidase redox液流液的原位.Gandomi, Yu. A., Aaron, DS, Zavodzinski, TA and Mench, MM. מדידה ואימות של מודל התפלגות פוטנציאלים באתר עבור סוללות חמצון-חיזור מבוססות זרימה מלאה של ונדיום.J. אלקטרוכימיה. המפלגה הסוציאליסטית. 163(1), A5188-A5201. https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (2016).
Tsushima, S. & Suzuki, T. מידול וסימולציה של סוללת זרימה מסוג ונדיום-חיזור עם שדה זרימה משולב לאופטימיזציה של ארכיטקטורת האלקטרודות. Tsushima, S. & Suzuki, T. מידול וסימולציה של סוללת זרימה מסוג ונדיום-חיזור עם שדה זרימה משולב לאופטימיזציה של ארכיטקטורת האלקטרודות.Tsushima, S. and Suzuki, T. מידול וסימולציה של סוללת חמצון-חיזור ונדיום עם זרימה נגדית מקוטבת לאופטימיזציה של ארכיטקטורת האלקטרודה. 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，用于优斁 Tsushima, S. & Suzuki, T. 叉指流场的叉指流场的סוללת זרימת נוזלים להפחתת תחמוצת ונדיום的מידול וסימולציה למיטוב מבנה האלקטרודה.Tsushima, S. and Suzuki, T. מידול וסימולציה של סוללות זרימה של חמצון-חיזור ונדיום עם שדות זרימה נגדיים לאופטימיזציה של מבנה האלקטרודה.J. אלקטרוכימיה. המפלגה הסוציאליסטית. 167(2), 020553. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (2020).
סאן, ב. וסקיילאס-קזאקוס, מ. שינוי חומרי אלקטרודת גרפיט עבור יישום סוללות זרימת חמצון-חיזור ונדיום - I. סאן, ב. וסקיילאס-קזאקוס, מ. שינוי חומרי אלקטרודת גרפיט עבור יישום סוללות זרימת חמצון-חיזור ונדיום - I.סאן, ב. וסקליאס-קזאקוס, מ. שינוי חומרי אלקטרודת גרפיט עבור סוללות חמצון-חיזור ונדיום – א. 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。 סאן, ב. וסקיילאס-קזאקוס, מ. שינוי חומרי אלקטרודה מסוג 石墨 ביישום סוללות נוזליות להפחתת חמצון ונדיום - I.סאן, ב. וסקליאס-קזאקוס, מ. שינוי חומרי אלקטרודת גרפיט לשימוש בסוללות חמצון-חיזור ונדיום – א.טיפול בחום Electrochem. Acta 37(7), 1253-1260. https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (1992).
Liu, T., Li, X., Zhang, H. & Chen, J. התקדמות בחומרי האלקטרודה לקראת סוללות זרימה ונדיום (VFBs) עם צפיפות הספק משופרת. Liu, T., Li, X., Zhang, H. & Chen, J. התקדמות בחומרי האלקטרודה לקראת סוללות זרימה ונדיום (VFBs) עם צפיפות הספק משופרת.Liu, T., Li, X., Zhang, H. and Chen, J. התקדמות בחומרי אלקטרודה לסוללות זרימת ונדיום (VFB) עם צפיפות הספק משופרת. Liu, T., Li, X., Zhang, H. & Chen, J. 提高功率密度的钒液流电池(VFB) 电极材料的进展。 Liu, T., Li, X., Zhang, H. & Chen, J.ליו, ט., לי, ס., ג'אנג, ה. וצ'ן, ג'. התקדמות בחומרי אלקטרודה עבור סוללות זרימה מסוג ונדיום-חיזור (VFB) עם צפיפות הספק מוגברת.J. כימיה של אנרגיה. 27(5), 1292-1303. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (2018).
Liu, QH ואחרים. תא זרימה מבוסס חמצון-חיזור ונדיום יעיל במיוחד עם תצורת אלקטרודה ובחירת ממברנה אופטימליים. J. Electrochemistry. Socialist Party. 159(8), A1246-A1252. https://doi.org/10.1149/2.051208jes (2012).
Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. אלקטרודה מרוכבת זרזים לננו-צינוריות פחמן נתמכות לבד פחמן עבור יישום סוללות זרימת חמצון-חיזור ונדיום. Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. אלקטרודה מרוכבת זרזים לננו-צינוריות פחמן נתמכות לבד פחמן עבור יישום סוללות זרימת חמצון-חיזור ונדיום.Wei, G., Jia, Q., Liu, J. and Yang, K. זרזים לאלקטרודות מרוכבות המבוססים על ננו-צינוריות פחמן עם מצע לבד פחמן לשימוש בסוללת חמצון-חיזור ונדיום. Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. אלקטרודה מרוכבת זרז ננו-צינוריות פחמן טעונות בלבד פחמן עבור יישום סוללות זרימת נוזלים להפחתת חמצון ונדיום.Wei, G., Jia, Q., Liu, J. and Yang, K. אלקטרודה מרוכבת של זרז ננו-צינוריות פחמן עם מצע לבד פחמן ליישום בסוללות חמצון-חיזור ונדיום.ג'יי פאוור. 220, 185–192. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (2012).
Moon, S., Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. השפעת ציפוי ביסמוט סולפט על CNT חומצי על ביצועי סוללת זרימה של חמצון-חיזור ונדיום. Moon, S., Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. השפעת ציפוי ביסמוט סולפט על CNT חומצי על ביצועי סוללת זרימה של חמצון-חיזור ונדיום.Moon, S., Kwon, BW, Chang, Y. and Kwon, Y. השפעת ביסמוט סולפט שהופקד על CNTs מחומצנים על המאפיינים של סוללת חמצון-חיזור ונדיום. 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彂 Moon, S., Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. השפעת ביסמוט סולפט על חמצון CNT על ביצועי סוללות זרימת נוזלים להפחתת חמצון ונדיום.Moon, S., Kwon, BW, Chang, Y. and Kwon, Y. השפעת ביסמוט סולפט שהופקד על CNTs מחומצנים על המאפיינים של סוללות חמצון-חיזור ונדיום.J. אלקטרוכימיה. המפלגה הסוציאליסטית. 166(12), A2602. https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (2019).
Huang R.-H. אלקטרודות פעילות שעברו שינוי עם ננו-צינוריות פחמן רב-שכבתיות עבור סוללות זרימה מבוססות חמצון-חיזור ונדיום. J. Electrochemistry. Socialist Party. 159(10), A1579. https://doi.org/10.1149/2.003210jes (2012).
קאהן, ש. ואחרים. סוללות זרימה מסוג ונדיום-חיזור משתמשות באלקטרו-זרזים מעוטרים בננו-צינוריות פחמן מסוממות בחנקן שמקורן בפיגומים אורגנו-מתכתיים. J. Electrochemistry. Socialist Party. 165(7), A1388. https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (2018).
Khan, P. et al. ננו-גיליונות תחמוצת גרפן משמשים כחומרים פעילים אלקטרוכימית מצוינים עבור זוגות חיזור VO2+/ ו-V2+/V3+ בסוללות זרימת חיזור ונדיום. Carbon 49(2), 693–700. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (2011).
גונזלס ז' ואחרים. ביצועים אלקטרוכימיים יוצאי דופן של לבד גרפיט שעבר שינוי גרפן עבור יישומי סוללות ונדיום חמצון-חיזור. J. Power. 338, 155-162. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.10.069 (2017).
גונזלס, ז., ויזיראנו, ס., דינסקו, ג., בלאנקו, ק. וסנטמריה, ר. שכבות דקות של ננו-דפנות פחמן כחומרי אלקטרודה ננו-מובנים בסוללות זרימת חמצון-חיזור ונדיום. גונזלס, ז., ויזיראנו, ס., דינסקו, ג., בלאנקו, ק. וסנטמריה, ר. שכבות דקות של ננו-דפנות פחמן כחומרי אלקטרודה ננו-מובנים בסוללות זרימת חמצון-חיזור ונדיום.גונזלס ז., ויזיריאנו ס., דינסקו ג., בלאנקו ק. וסנטמריה ר. שכבות דקות של ננו-דפנות פחמן כחומרי אלקטרודה בעלי ננו-מבנה בסוללות זרימת חמצון-חיזור ונדיום.גונזלס ז', ויזיריאנו ס', דינסקו ג', בלאנקו ס' וסנטמריה ר'. סרטי ננו-קירות פחמן כחומרי אלקטרודה ננו-מובנים בסוללות זרימת חמצון-חיזור ונדיום. Nano Energy 1(6), 833–839. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (2012).
Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H. לבד פחמן תלת-ממדי מזופורי שעבר שינוי גרפן עבור סוללות זרימת חמצון-חיזור ונדיום בעלות ביצועים גבוהים. Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H. לבד פחמן תלת-ממדי מזופורי שעבר שינוי גרפן עבור סוללות זרימת חמצון-חיזור ונדיום בעלות ביצועים גבוהים.Opar DO, Nankya R., Lee J., and Yung H. לבד פחמן מזופורי תלת-ממדי שעבר שינוי גרפן עבור סוללות זרימת חמצון-חיזור ונדיום בעלות ביצועים גבוהים. Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H. Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H.Opar DO, Nankya R., Lee J., and Yung H. לבד פחמן מזופורי תלת-ממדי שעבר שינוי גרפן עבור סוללות זרימת חמצון-חיזור ונדיום בעלות ביצועים גבוהים.אלקטרוכימיה. חוק 330, 135276. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (2020).