გმადლობთ, რომ ეწვიეთ Nature.com-ს. თქვენს მიერ გამოყენებულ ბრაუზერის ვერსიას CSS-ის შეზღუდული მხარდაჭერა აქვს. საუკეთესო გამოცდილებისთვის გირჩევთ გამოიყენოთ განახლებული ბრაუზერი (ან გამორთოთ თავსებადობის რეჟიმი Internet Explorer-ში). ამასობაში, მხარდაჭერის უწყვეტი უზრუნველყოფის მიზნით, საიტს სტილებისა და JavaScript-ის გარეშე ვაჩვენებთ.
კარუსელი, რომელიც ერთდროულად სამ სლაიდს აჩვენებს. გამოიყენეთ წინა და შემდეგი ღილაკები ერთდროულად სამ სლაიდში გადასაადგილებლად, ან ბოლოში არსებული სლაიდერის ღილაკები ერთდროულად სამ სლაიდში გადასაადგილებლად.
მთლიანად ვანადიუმის დინების მქონე რედოქს აკუმულატორების (VRFB) შედარებით მაღალი ღირებულება ზღუდავს მათ ფართო გამოყენებას. ელექტროქიმიური რეაქციების კინეტიკის გაუმჯობესება აუცილებელია VRFB-ის სპეციფიკური სიმძლავრისა და ენერგოეფექტურობის გასაზრდელად, რითაც მცირდება VRFB-ის კვტ/სთ ღირებულება. ამ ნაშრომში, ჰიდროთერმულად სინთეზირებული ჰიდრატირებული ვოლფრამის ოქსიდის (HWO) ნანონაწილაკები, C76 და C76/HWO, დაიტანეს ნახშირბადის ქსოვილის ელექტროდებზე და გამოსცადეს, როგორც ელექტროკატალიზატორები VO2+/VO2+ რედოქს რეაქციისთვის. გამოყენებული იქნა ველის ემისიის სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპია (FESEM), ენერგიის დისპერსიული რენტგენის სპექტროსკოპია (EDX), მაღალი გარჩევადობის გამტარი ელექტრონული მიკროსკოპია (HR-TEM), რენტგენის დიფრაქცია (XRD), რენტგენის ფოტოელექტრონული სპექტროსკოპია (XPS), ინფრაწითელი ფურიეს გარდაქმნის სპექტროსკოპია (FTIR) და კონტაქტური კუთხის გაზომვები. აღმოჩნდა, რომ C76 ფულერენების HWO-ში დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს ელექტროდის კინეტიკა ელექტროგამტარობის გაზრდით და მის ზედაპირზე დაჟანგული ფუნქციური ჯგუფების უზრუნველყოფით, რითაც ხელს უწყობს VO2+/VO2+ რედოქს რეაქციას. HWO/C76 კომპოზიტი (50 წონითი % C76) აღმოჩნდა საუკეთესო არჩევანი VO2+/VO2+ რეაქციისთვის ΔEp 176 mV-ით, ხოლო დაუმუშავებელი ნახშირბადის ქსოვილი (UCC) 365 mV-ით. გარდა ამისა, HWO/C76 კომპოზიტმა აჩვენა მნიშვნელოვანი დამთრგუნველი ეფექტი პარაზიტული ქლორის გამოყოფის რეაქციაზე W-OH ფუნქციური ჯგუფის გამო.
ინტენსიურმა ადამიანურმა აქტივობამ და სწრაფმა ინდუსტრიულმა რევოლუციამ გამოიწვია ელექტროენერგიაზე შეუჩერებლად მაღალი მოთხოვნა, რომელიც წელიწადში დაახლოებით 3%-ით იზრდება1. ათწლეულების განმავლობაში, ენერგიის წყაროდ წიაღისეული საწვავის ფართოდ გამოყენებამ გამოიწვია სათბურის გაზების გამოყოფა, რაც ხელს უწყობს გლობალურ დათბობას, წყლისა და ჰაერის დაბინძურებას, რაც საფრთხეს უქმნის მთელ ეკოსისტემებს. შედეგად, მოსალოდნელია, რომ სუფთა და განახლებადი ქარისა და მზის ენერგიის შეღწევა 2050 წლისთვის მთლიანი ელექტროენერგიის 75%-ს მიაღწევს1. თუმცა, როდესაც განახლებადი წყაროებიდან მიღებული ელექტროენერგიის წილი მთლიანი ელექტროენერგიის გენერაციის 20%-ს გადააჭარბებს, ქსელი არასტაბილური ხდება.
ყველა ენერგიის შენახვის სისტემას შორის, როგორიცაა ჰიბრიდული ვანადიუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორი2, სრულად ვანადიუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორი (VRFB) ყველაზე სწრაფად განვითარდა მისი მრავალი უპირატესობის გამო და ითვლება ენერგიის გრძელვადიანი შენახვის საუკეთესო გადაწყვეტად (დაახლოებით 30 წელი). ) ვარიანტები განახლებად ენერგიასთან კომბინაციაში4. ეს განპირობებულია სიმძლავრისა და ენერგიის სიმკვრივის განცალკევებით, სწრაფი რეაგირებით, ხანგრძლივი მომსახურების ხანგრძლივობით და შედარებით დაბალი წლიური ღირებულებით, რომელიც შეადგენს $65/კვტ.სთ-ს, ლითიუმ-იონური და ტყვიმჟავა აკუმულატორების $93-140/კვტ.სთ-თან შედარებით და შესაბამისად, 279-420 აშშ დოლარს კვტ.სთ-ზე. აკუმულატორისთვის.
თუმცა, მათი ფართომასშტაბიანი კომერციალიზაცია კვლავ შეზღუდულია მათი შედარებით მაღალი სისტემური კაპიტალური ხარჯებით, ძირითადად უჯრედების დასტების გამო4,5. ამრიგად, დასტის მუშაობის გაუმჯობესება ორი ნახევარელემენტიანი რეაქციის კინეტიკის გაზრდით შეიძლება შეამციროს დასტის ზომა და შესაბამისად, ხარჯები. ამიტომ, აუცილებელია ელექტრონების სწრაფი გადატანა ელექტროდის ზედაპირზე, რაც დამოკიდებულია ელექტროდის დიზაინზე, შემადგენლობასა და სტრუქტურაზე და მოითხოვს ფრთხილად ოპტიმიზაციას6. ნახშირბადის ელექტროდების კარგი ქიმიური და ელექტროქიმიური სტაბილურობისა და კარგი ელექტროგამტარობის მიუხედავად, მათი დაუმუშავებელი კინეტიკა ნელია ჟანგბადის ფუნქციური ჯგუფების არარსებობის და ჰიდროფილურობის გამო7,8. ამიტომ, სხვადასხვა ელექტროკატალიზატორი გაერთიანებულია ნახშირბადზე დაფუძნებულ ელექტროდებთან, განსაკუთრებით ნახშირბადის ნანოსტრუქტურებთან და ლითონის ოქსიდებთან, ორივე ელექტროდის კინეტიკის გასაუმჯობესებლად, რითაც იზრდება VRFB ელექტროდის კინეტიკა.
C76-ზე ჩვენი წინა ნაშრომების გარდა, ჩვენ პირველად აღვწერეთ ამ ფულერენის შესანიშნავი ელექტროკატალიზური აქტივობა VO2+/VO2+ მუხტის გადაცემისთვის, თერმულად დამუშავებულ და დაუმუშავებელ ნახშირბადის ქსოვილთან შედარებით. წინააღმდეგობა შემცირებულია 99.5%-ით და 97%-ით. ნახშირბადის მასალების კატალიზური მახასიათებლები VO2+/VO2+ რეაქციისთვის C76-თან შედარებით ნაჩვენებია ცხრილში S1. მეორეს მხრივ, მრავალი ლითონის ოქსიდი, როგორიცაა CeO225, ZrO226, MoO327, NiO28, SnO229, Cr2O330 და WO331, 32, 33, 34, 35, 36, 37, გამოყენებულია მათი გაზრდილი დასველებადობისა და უხვი ჟანგბადის ფუნქციონალურობის გამო. , 38. ჯგუფი. ამ ლითონის ოქსიდების კატალიზური აქტივობა VO2+/VO2+ რეაქციაში წარმოდგენილია ცხრილში S2. WO3 გამოყენებულია მნიშვნელოვან რიგ ნაშრომებში მისი დაბალი ღირებულების, მჟავე გარემოში მაღალი სტაბილურობისა და მაღალი კატალიზური აქტივობის გამო31,32,33,34,35,36,37,38. თუმცა, WO3-ის გამო კათოდური კინეტიკის გაუმჯობესება უმნიშვნელოა. WO3-ის გამტარობის გასაუმჯობესებლად, შემოწმდა აღდგენილი ვოლფრამის ოქსიდის (W18O49) გამოყენების გავლენა კათოდურ აქტივობაზე38. ჰიდრატირებული ვოლფრამის ოქსიდი (HWO) არასდროს შემოწმებულა VRFB აპლიკაციებში, თუმცა ის ავლენს გაზრდილ აქტივობას სუპერკონდენსატორის აპლიკაციებში უწყლო WOx-თან შედარებით უფრო სწრაფი კათიონების დიფუზიის გამო39,40. მესამე თაობის ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეა იყენებს HCl-ისა და H2SO4-ისგან შემდგარ შერეულ მჟავა ელექტროლიტს ბატარეის მუშაობის გასაუმჯობესებლად და ვანადიუმის იონების ხსნადობისა და სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად ელექტროლიტში. თუმცა, პარაზიტული ქლორის გამოყოფის რეაქცია მესამე თაობის ერთ-ერთ ნაკლოვანებად იქცა, ამიტომ ქლორის შეფასების რეაქციის ინჰიბირების გზების ძიება რამდენიმე კვლევითი ჯგუფის ყურადღების ცენტრში მოექცა.
აქ, VO2+/VO2+ რეაქციის ტესტები ჩატარდა ნახშირბადის ქსოვილის ელექტროდებზე დაფენილ HWO/C76 კომპოზიტებზე, რათა ნაპოვნიყო ბალანსი კომპოზიტების ელექტროგამტარობასა და ელექტროდის ზედაპირის რედოქს კინეტიკას შორის, პარაზიტული ქლორის გამოყოფის რეაქციის (CER) ჩახშობისას. ჰიდრატირებული ვოლფრამის ოქსიდის (HWO) ნანონაწილაკები სინთეზირებული იქნა მარტივი ჰიდროთერმული მეთოდით. ​​ექსპერიმენტები ჩატარდა შერეულ მჟავა ელექტროლიტში (H2SO4/HCl) მესამე თაობის VRFB (G3)-ის პრაქტიკულობის მიზნით სიმულირებისთვის და HWO-ს გავლენის შესასწავლად პარაზიტული ქლორის გამოყოფის რეაქციაზე.
კვლევაში გამოყენებული იქნა ვანადიუმის(IV) სულფატის ჰიდრატი (VOSO4, 99.9%, Alfa-Aeser), გოგირდმჟავა (H2SO4), მარილმჟავა (HCl), დიმეთილფორმამიდი (DMF, Sigma-Aldrich), პოლივინილიდენფტორიდი (PVDF, Sigma)-Aldrich), ნატრიუმის ვოლფრამის ოქსიდის დიჰიდრატი (Na2WO4, 99%, Sigma-Aldrich) და ჰიდროფილური ნახშირბადის ქსოვილი ELAT (საწვავის უჯრედების მაღაზია).
ჰიდრატირებული ვოლფრამის ოქსიდი (HWO) მომზადდა ჰიდროთერმული რეაქციით 43, რომლის დროსაც 2 გ Na2WO4 მარილი გახსნეს 12 მლ H2O-ში უფერო ხსნარის მისაღებად, შემდეგ წვეთ-წვეთობით დაუმატეს 12 მლ 2 M HCl ღია ყვითელი სუსპენზიის მისაღებად. ნალექი მოათავსეს ტეფლონით დაფარულ უჟანგავი ფოლადის ავტოკლავში და ჰიდროთერმული რეაქციისთვის 3 საათის განმავლობაში შეინახეს ღუმელში 180°C ტემპერატურაზე. ნარჩენი შეგროვდა ფილტრაციით, 3-ჯერ გაირეცხა ეთანოლითა და წყლით, გაშრეს ღუმელში 70°C ტემპერატურაზე დაახლოებით 3 საათის განმავლობაში და შემდეგ დატრიტურაცია მოლურჯო-ნაცრისფერი HWO ფხვნილის მისაღებად.
მიღებული (დაუმუშავებელი) ნახშირბადის ქსოვილის ელექტროდები (CCT) გამოყენებული იქნა უცვლელი სახით ან თერმულად დამუშავებული იქნა მილისებრ ღუმელში 450°C ტემპერატურაზე ჰაერზე 15 ºC/წთ გათბობის სიჩქარით 10 საათის განმავლობაში დამუშავებული CC-ების (TCC) მისაღებად, როგორც ეს აღწერილია წინა სტატიაში24. UCC და TCC დაიჭრა დაახლოებით 1.5 სმ სიგანის და 7 სმ სიგრძის ელექტროდებად. C76, HWO, HWO-10% C76, HWO-30% C76 და HWO-50% C76 სუსპენზიები მომზადდა PVDF შემკვრელის 20 მგ .% (~2.22 მგ) დამატებით დაახლოებით 1 მლ DMF-ში და ერთგვაროვნების გასაუმჯობესებლად 1 საათის განმავლობაში ულტრაბგერითი დამუშავებით. C76, HWO და HWO-C76 კომპოზიტების 2 მგ თანმიმდევრულად იქნა გამოყენებული UCC აქტიური ელექტროდის დაახლოებით 1.5 სმ2 ფართობზე. ყველა კატალიზატორი ჩაიტვირთა UCC ელექტროდებზე და TCC გამოყენებული იქნა მხოლოდ შედარების მიზნით, რადგან ჩვენმა წინა კვლევამ აჩვენა, რომ თერმული დამუშავება საჭირო არ იყო24. ანაბეჭდის დალექვა მიღწეული იქნა სუსპენზიის 100 µl (დატვირთვა 2 მგ) ფუნჯით უფრო თანაბარი ეფექტის მისაღწევად. შემდეგ ყველა ელექტროდი გაშრეს ღუმელში 60°C ტემპერატურაზე მთელი ღამით. ელექტროდები იზომება წინ და უკან, რათა უზრუნველყოფილი იყოს ზუსტი სასაქონლო დატვირთვა. გარკვეული გეომეტრიული ფართობის (~1.5 სმ2) მისაღებად და კაპილარული ეფექტის გამო ვანადიუმის ელექტროლიტის ელექტროდზე აწევის თავიდან ასაცილებლად, აქტიურ მასალაზე წაისვეს პარაფინის თხელი ფენა.
HWO ზედაპირის მორფოლოგიის დასაკვირვებლად გამოყენებული იქნა ველის ემისიის სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპია (FESEM, Zeiss SEM Ultra 60, 5 კვ). UCC ელექტროდებზე HWO-50%C76 ელემენტების რუკის შესაქმნელად გამოყენებული იქნა Feii8SEM-ით (EDX, Zeiss Inc.) აღჭურვილი ენერგიის დისპერსიული რენტგენის სპექტრომეტრი. მაღალი გარჩევადობის HWO ნაწილაკებისა და დიფრაქციული რგოლების გამოსახულების მისაღებად გამოყენებული იქნა მაღალი გარჩევადობის გამტარი ელექტრონული მიკროსკოპი (HR-TEM, JOEL JEM-2100), რომელიც მუშაობს 200 კვ ამაჩქარებელ ძაბვაზე. კრისტალოგრაფიის ხელსაწყოების ყუთის (CrysTBox) პროგრამული უზრუნველყოფა იყენებს ringGUI ფუნქციას HWO რგოლის დიფრაქციული სურათის გასაანალიზებლად და შედეგების XRD ნიმუშთან შესადარებლად. UCC-სა და TCC-ს სტრუქტურა და გრაფიტიზაცია გაანალიზდა რენტგენის დიფრაქციით (XRD) 2.4°/წთ სკანირების სიჩქარით 5°-დან 70°-მდე Cu Kα-თი (λ = 1.54060 Å) Panalytical რენტგენის დიფრაქტომეტრის (მოდელი 3600) გამოყენებით. XRD-მ აჩვენა HWO-ს კრისტალური სტრუქტურა და ფაზა. HWO-ს პიკების მონაცემთა ბაზაში არსებულ ვოლფრამის ოქსიდის რუკებთან შესადარებლად გამოყენებული იქნა PANalytical X'Pert HighScore პროგრამული უზრუნველყოფა. HWO-ს შედეგები შედარებული იქნა TEM შედეგებთან. HWO-ს ნიმუშების ქიმიური შემადგენლობა და მდგომარეობა განისაზღვრა რენტგენის ფოტოელექტრონული სპექტროსკოპიით (XPS, ESCALAB 250Xi, ThermoScientific). პიკის დეკონვოლუციისა და მონაცემთა ანალიზისთვის გამოყენებული იქნა CASA-XPS პროგრამული უზრუნველყოფა (v 2.3.15). HWO-სა და HWO-50%C76-ის ზედაპირული ფუნქციური ჯგუფების დასადგენად, გაზომვები ჩატარდა ფურიეს გარდაქმნის ინფრაწითელი სპექტროსკოპიის გამოყენებით (FTIR, Perkin Elmer სპექტრომეტრი, KBr FTIR-ის გამოყენებით). შედეგები შედარდა XPS შედეგებს. ელექტროდების დასველების დასახასიათებლად ასევე გამოყენებული იქნა კონტაქტური კუთხის გაზომვები (KRUSS DSA25).
ყველა ელექტროქიმიური გაზომვისთვის გამოყენებული იქნა Biologic SP 300 სამუშაო სადგური. VO2+/VO2+ რედოქს რეაქციის ელექტროდური კინეტიკისა და რეაგენტის დიფუზიის (VOSO4(VO2+)) რეაქციის სიჩქარეზე ზემოქმედების შესასწავლად გამოყენებული იქნა ციკლური ვოლტამპერომეტრია (CV) და ელექტროქიმიური იმპედანსის სპექტროსკოპია (EIS). ორივე მეთოდში გამოყენებული იყო სამელექტროდიანი უჯრედი 0.1 M VOSO4 (V4+) ელექტროლიტის კონცენტრაციით 1 M H2SO4 + 1 M HCl (მჟავების ნარევი). წარმოდგენილი ყველა ელექტროქიმიური მონაცემი არის ინფრაწითელი კორექტირებული. გაჯერებული კალომელის ელექტროდი (SCE) და პლატინის (Pt) ხვეული გამოყენებული იქნა შესაბამისად, როგორც საცნობარო და საპირისპირო ელექტროდი. CV-სთვის, 5, 20 და 50 mV/s სკანირების სიჩქარეები (ν) გამოყენებული იქნა VO2+/VO2+ პოტენციურ ფანჯარაზე (0–1) V vs. SCE-სთვის, შემდეგ კორექტირებული იქნა SHE-სთვის (VSCE = 0.242 V vs. HSE) დიაგრამის ასაგებად. ელექტროდის აქტივობის შენარჩუნების შესასწავლად, განმეორებითი ციკლური CV ჩატარდა ν 5 mV/s-ზე UCC, TCC, UCC-C76, UCC-HWO და UCC-HWO-50% C76-ისთვის. EIS გაზომვებისთვის, VO2+/VO2+ რედოქს რეაქციის სიხშირის დიაპაზონი იყო 0.01-105 ჰც, ხოლო ძაბვის შეშფოთება ღია წრედის ძაბვაზე (OCV) იყო 10 mV. შედეგების თანმიმდევრულობის უზრუნველსაყოფად თითოეული ექსპერიმენტი განმეორდა 2-3-ჯერ. ჰეტეროგენული სიჩქარის მუდმივები (k0) მიღებული იქნა ნიკოლსონის მეთოდით46,47.
ჰიდრატირებული ვოლფრამის ოქსიდი (HVO) წარმატებით სინთეზირდა ჰიდროთერმული მეთოდით. ​​ნახ. 1ა-ზე მოცემული SEM გამოსახულება აჩვენებს, რომ დალექილი HWO შედგება 25-50 ნმ ზომის ნანონაწილაკების კლასტერებისგან.
HWO-ს რენტგენის დიფრაქციის სურათი აჩვენებს პიკებს (001) და (002) შესაბამისად ~23.5° და ~47.5°-ზე, რომლებიც დამახასიათებელია არასტოქიომეტრიული WO2.63-ისთვის (W32O84) (PDF 077–0810, a = 21.4 Å, b = 17.8 Å, c = 3.8 Å, α = β = γ = 90°), რაც შეესაბამება მათ გამჭვირვალე ლურჯ ფერს (სურ. 1ბ) 48.49. დაახლოებით 20.5°, 27.1°, 28.1°, 30.8°, 35.7°, 36.7° და 52.7° კუთხებზე სხვა პიკები მიენიჭა (140), (620), (350), (720), (740), (560°). ) ) და (970) დიფრაქციული სიბრტყეები, შესაბამისად, WO2.63-ის მიმართ ორთოგონალურია. იგივე სინთეზური მეთოდი გამოიყენეს სონგარამ და სხვებმა 43 თეთრი პროდუქტის მისაღებად, რაც მიეწერებოდა WO3(H2O)0.333-ის არსებობას. თუმცა, ამ ნაშრომში, განსხვავებული პირობების გამო, მიღებულ იქნა ლურჯ-ნაცრისფერი პროდუქტი, რაც მიუთითებს WO3(H2O)0.333 (PDF 087-1203, a = 7.3 Å, b = 12.5 Å, c = 7.7 Å, α = β = γ = 90°) და ვოლფრამის ოქსიდის აღდგენილ ფორმაზე. X'Pert HighScore პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით ნახევრადრაოდენობრივმა ანალიზმა აჩვენა 26% WO3(H2O)0.333:74% W32O84. ვინაიდან W32O84 შედგება W6+ და W4+-ისგან (1.67:1 W6+:W4+), W6+ და W4+-ის სავარაუდო შემცველობა, შესაბამისად, დაახლოებით 72% W6+ და 28% W4+-ია. ჩვენს წინა სტატიაში წარმოდგენილი იყო SEM გამოსახულებები, 1-წამიანი XPS სპექტრები ბირთვის დონეზე, TEM გამოსახულებები, FTIR სპექტრები და რამანის სპექტრები C76 ნაწილაკების მიხედვით. კავადას და სხვების თქმით,50,51 C76-ის რენტგენის დიფრაქციამ ტოლუოლის მოცილების შემდეგ აჩვენა FCC-ის მონოკლინიკური სტრუქტურა.
ნახ. 2ა და ბ-ზე გამოსახული SEM გამოსახულებები აჩვენებს, რომ HWO და HWO-50%C76 წარმატებით დაილექა UCC ელექტროდის ნახშირბადის ბოჭკოებზე და მათ შორის. ნახ. 2გ-ზე გამოსახულ SEM გამოსახულებებზე ვოლფრამის, ნახშირბადის და ჟანგბადის EDX ელემენტების რუკები ნაჩვენებია ნახ. 2დ-ვ-ზე, რაც მიუთითებს, რომ ვოლფრამი და ნახშირბადი თანაბრად არის შერეული (მსგავსი განაწილებით) მთელ ელექტროდის ზედაპირზე და კომპოზიტი არ არის თანაბრად დალექილი დალექვის მეთოდის ბუნებიდან გამომდინარე.
დალექილი HWO ნაწილაკების (ა) და HWO-C76 ნაწილაკების (ბ) SEM გამოსახულებები. UCC-ზე დატვირთული HWO-C76-ის EDX რუკები სურათზე (გ) მოცემული ფართობის გამოყენებით აჩვენებს ნიმუშში ვოლფრამის (დ), ნახშირბადის (ე) და ჟანგბადის (ვ) განაწილებას.
HR-TEM გამოყენებული იქნა მაღალი გადიდების ვიზუალიზაციისა და კრისტალოგრაფიული ინფორმაციის მისაღებად (სურათი 3). HWO აჩვენებს ნანოკუბის მორფოლოგიას, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათ 3ა-ზე და უფრო ნათლად სურათ 3ბ-ზე. ნანოკუბის გადიდებით შერჩეული უბნების დიფრაქციისთვის, შესაძლებელია ვიზუალიზაცია გაუკეთოს ბადის სტრუქტურას და დიფრაქციულ სიბრტყეებს, რომლებიც აკმაყოფილებენ ბრეგის კანონს, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათ 3გ-ზე, რაც ადასტურებს მასალის კრისტალურობას. სურათ 3გ-ს ჩანართში ნაჩვენებია მანძილი d 3.3 Å, რომელიც შეესაბამება (022) და (620) დიფრაქციულ სიბრტყეებს, რომლებიც გვხვდება WO3(H2O)0.333 და W32O84 ფაზებში, შესაბამისად43,44,49. ეს შეესაბამება ზემოთ აღწერილ XRD ანალიზს (სურათი 1ბ), რადგან დაკვირვებული ბადის სიბრტყის მანძილი d (სურათი 3გ) შეესაბამება HWO ნიმუშში ყველაზე ძლიერ XRD პიკს. ნიმუშის რგოლები ასევე ნაჩვენებია სურათ 3დ-ზე, სადაც თითოეული რგოლი შეესაბამება ცალკეულ სიბრტყეს. WO3(H2O)0.333 და W32O84 სიბრტყეები შესაბამისად თეთრად და ლურჯადაა შეღებილი და მათი შესაბამისი XRD პიკები ასევე ნაჩვენებია ნახ. 1b-ზე. რგოლის დიაგრამაზე ნაჩვენები პირველი რგოლი შეესაბამება (022) ან (620) დიფრაქციული სიბრტყის რენტგენის სურათში პირველ მონიშნულ პიკს. (022)-დან (402) რგოლებამდე, d-ინტერვალის მნიშვნელობებია 3.30, 3.17, 2.38, 1.93 და 1.69 Å, რაც შეესაბამება XRD მნიშვნელობებს 3.30, 3.17, 2, 45, 1.93 და 1.66 Å, რაც შესაბამისად უდრის 44 და 45-ს.
(ა) HWO-ს HR-TEM გამოსახულება, (ბ) გვიჩვენებს გადიდებულ გამოსახულებას. ბადისებრი სიბრტყეების გამოსახულებები ნაჩვენებია (გ)-ში, ჩანართი (გ) გვიჩვენებს სიბრტყეების გადიდებულ გამოსახულებას და 0.33 ნმ-ის ტოლ d დახრილობას, რომელიც შეესაბამება (002) და (620) სიბრტყეებს. (დ) HWO-ს რგოლის ნიმუში აჩვენებს WO3(H2O)0.333 (თეთრი) და W32O84 (ლურჯი)-თან დაკავშირებულ სიბრტყეებს.
ვოლფრამის ზედაპირული ქიმიისა და დაჟანგვის მდგომარეობის დასადგენად ჩატარდა XPS ანალიზი (სურათები S1 და 4). სინთეზირებული HWO-ს ფართო დიაპაზონის XPS სკანირების სპექტრი ნაჩვენებია ნახაზ S1-ზე, რაც მიუთითებს ვოლფრამის არსებობაზე. W 4f და O 1s ბირთვის დონეების XPS ვიწრო სკანირების სპექტრები ნაჩვენებია შესაბამისად ნახაზებზე 4a და b. W 4f სპექტრი იყოფა ორ სპინ-ორბიტულ დუბლეტად, რომლებიც შეესაბამება W დაჟანგვის მდგომარეობის შეკავშირების ენერგიებს. და W 4f7/2 36.6 და 34.9 eV-ზე დამახასიათებელია W4+ მდგომარეობისთვის 40, შესაბამისად. )0.333. მორგებული მონაცემები აჩვენებს, რომ W6+ და W4+ ატომური პროცენტული მაჩვენებლები შესაბამისად 85% და 15%-ია, რაც ახლოსაა XRD მონაცემებიდან შეფასებულ მნიშვნელობებთან, ორ მეთოდს შორის განსხვავებების გათვალისწინებით. ორივე მეთოდი იძლევა რაოდენობრივ ინფორმაციას დაბალი სიზუსტით, განსაკუთრებით XRD. ასევე, ეს ორი მეთოდი აანალიზებს მასალის სხვადასხვა ნაწილს, რადგან XRD არის მოცულობითი მეთოდი, ხოლო XPS არის ზედაპირული მეთოდი, რომელიც მხოლოდ რამდენიმე ნანომეტრს უახლოვდება. O 1s სპექტრი იყოფა ორ პიკად 533 (22.2%) და 530.4 eV (77.8%). პირველი შეესაბამება OH-ს, ხოლო მეორე - ჟანგბადის ბმებს WO2-ში არსებულ ბადეში. OH ფუნქციური ჯგუფების არსებობა შეესაბამება HWO2-ის ჰიდრატაციის თვისებებს.
ამ ორ ნიმუშზე ასევე ჩატარდა FTIR ანალიზი, რათა შესწავლილიყო ფუნქციური ჯგუფების და კოორდინირებული წყლის მოლეკულების არსებობა ჰიდრატირებულ HWO სტრუქტურაში. შედეგები აჩვენებს, რომ HWO-50% C76 ნიმუშის და FT-IR HWO-ს შედეგები მსგავსია HWO-ს არსებობის გამო, მაგრამ პიკების ინტენსივობა განსხვავდება ანალიზისთვის მოსამზადებლად გამოყენებული ნიმუშის სხვადასხვა რაოდენობის გამო (სურ. 5ა). HWO-50% C76 აჩვენებს, რომ ყველა პიკი, ვოლფრამის ოქსიდის პიკის გარდა, დაკავშირებულია ფულერენთან 24. სურათ 5ა-ზე დეტალურად არის აღწერილი, რომ ორივე ნიმუშს ავლენს ძალიან ძლიერ ფართო ზოლს ~710/სმ2-ზე, რაც გამოწვეულია HWO-ს ბადისებრ სტრუქტურაში OWO გაჭიმვის რხევებით, ძლიერი მხრით ~840/სმ2-ზე, რაც გამოწვეულია WO-თი. გაჭიმვის ვიბრაციებისთვის, დაახლოებით 1610/სმ2-ზე მკვეთრი ზოლი მიეკუთვნება OH-ს მოხრის ვიბრაციებს, ხოლო დაახლოებით 3400/სმ2-ზე ფართო შთანთქმის ზოლი მიეკუთვნება OH-ს გაჭიმვის ვიბრაციებს ჰიდროქსილის ჯგუფებში43. ეს შედეგები თანხვედრაშია ნახ. 4b-ზე მოცემულ XPS სპექტრებთან, სადაც WO ფუნქციურ ჯგუფებს შეუძლიათ VO2+/VO2+ რეაქციისთვის აქტიური ცენტრების უზრუნველყოფა.
HWO-ს და HWO-50% C76-ის FTIR ანალიზი (ა), მითითებული ფუნქციური ჯგუფები და კონტაქტის კუთხის გაზომვები (ბ, გ).
OH ჯგუფს ასევე შეუძლია VO2+/VO2+ რეაქციის კატალიზება, ელექტროდის ჰიდროფილურობის გაზრდის პარალელურად, რითაც ხელს უწყობს დიფუზიის სიჩქარეს და ელექტრონების გადაცემას. როგორც ნაჩვენებია, HWO-50% C76 ნიმუში აჩვენებს დამატებით პიკს C76-ისთვის. პიკები ~2905, 2375, 1705, 1607 და 1445 სმ3-ზე შეიძლება მიეკუთვნოს შესაბამისად CH, O=C=O, C=O, C=C და CO გაჭიმვის ვიბრაციებს. კარგად არის ცნობილი, რომ ჟანგბადის ფუნქციური ჯგუფები C=O და CO შეიძლება იყოს ვანადიუმის რედოქს რეაქციების აქტიური ცენტრები. ორი ელექტროდის დასველების შესამოწმებლად და შესადარებლად, ჩატარდა კონტაქტური კუთხის გაზომვები, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახ. 5b,c-ზე. HWO ელექტროდმა დაუყოვნებლივ შთანთქა წყლის წვეთები, რაც მიუთითებს სუპერჰიდროფილურობაზე არსებული OH ფუნქციური ჯგუფების გამო. HWO-50% C76 უფრო ჰიდროფობიურია, 10 წამის შემდეგ დაახლოებით 135°-იანი კონტაქტური კუთხით. თუმცა, ელექტროქიმიური გაზომვებისას, HWO-50%C76 ელექტროდი მთლიანად დასველდა ერთ წუთზე ნაკლებ დროში. დასველების გაზომვები შეესაბამება XPS და FTIR შედეგებს, რაც მიუთითებს, რომ HWO ზედაპირზე OH ჯგუფების მეტი რაოდენობა მას შედარებით უფრო ჰიდროფილურს ხდის.
HWO2+/VO2+ რეაქციები შემოწმდა HWO-სა და HWO-C76 ნანოკომპოზიტების და მოსალოდნელი იყო, რომ HWO შეაფერხებდა ქლორის გამოყოფას VO2+/VO2+ რეაქციაში შერეულ მჟავაში, ხოლო C76 შემდგომში მოახდენდა სასურველ VO2+/VO2+ რედოქს რეაქციას. %, 30% და 50% C76 HWO სუსპენზიებში და CCC დალექილია ელექტროდებზე დაახლოებით 2 მგ/სმ2 საერთო დატვირთვით.
როგორც ნახ. 6-ზეა ნაჩვენები, ელექტროდის ზედაპირზე VO2+/VO2+ რეაქციის კინეტიკა შემოწმდა CV-ის მეთოდით შერეულ მჟავე ელექტროლიტში. დენები ნაჩვენებია როგორც I/Ipa, რათა გაადვილდეს ΔEp-ისა და Ipa/Ipc-ის შედარება სხვადასხვა კატალიზატორებისთვის პირდაპირ გრაფიკზე. დენის ფართობის ერთეული მონაცემები ნაჩვენებია ნახ. 2S-ზე. ნახ. 6a-ზე ჩანს, რომ HWO ოდნავ ზრდის ელექტროდის ზედაპირზე VO2+/VO2+ რედოქს რეაქციის ელექტრონების გადაცემის სიჩქარეს და თრგუნავს პარაზიტული ქლორის გამოყოფის რეაქციას. თუმცა, C76 მნიშვნელოვნად ზრდის ელექტრონების გადაცემის სიჩქარეს და ახდენს ქლორის გამოყოფის რეაქციის კატალიზებას. ამიტომ, HWO-სა და C76-ის სწორად ფორმულირებულ კომპოზიტს, სავარაუდოდ, ექნება საუკეთესო აქტივობა და ქლორის გამოყოფის რეაქციის ინჰიბირების უდიდესი უნარი. აღმოჩნდა, რომ C76-ის შემცველობის გაზრდის შემდეგ, ელექტროდების ელექტროქიმიური აქტივობა გაუმჯობესდა, რასაც ადასტურებს ΔEp-ის შემცირება და Ipa/Ipc თანაფარდობის ზრდა (ცხრილი S3). ეს ასევე დადასტურდა ნაიკვისტის დიაგრამიდან (ცხრილი S3) ამოღებული რანდომიზებული კონტროლირებადი კვლევის მნიშვნელობებით, რომლებიც, როგორც აღმოჩნდა, მცირდება C76 შემცველობის ზრდასთან ერთად. ეს შედეგები ასევე შეესაბამება ლის კვლევას, რომელშიც მეზოფოროვანი ნახშირბადის მეზოფოროვან WO3-ში დამატებამ აჩვენა მუხტის გადაცემის გაუმჯობესებული კინეტიკა VO2+/VO2+35-ზე. ეს მიუთითებს, რომ პირდაპირი რეაქცია შეიძლება უფრო მეტად იყოს დამოკიდებული ელექტროდის გამტარობაზე (C=C ბმა) 18, 24, 35, 36, 37. ეს ასევე შეიძლება გამოწვეული იყოს [VO(H2O)5]2+-სა და [VO2(H2O)4]+-ს შორის კოორდინაციის გეომეტრიის ცვლილებით. C76 ამცირებს რეაქციის გადაჭარბებულ ძაბვას ქსოვილის ენერგიის შემცირებით. თუმცა, ეს შეიძლება შეუძლებელი იყოს HWO ელექტროდებით.
(ა) UCC და HWO-C76 კომპოზიტების VO2+/VO2+ რეაქციის ციკლური ვოლტამპერომეტრიული ქცევა (ν = 5 mV/s) სხვადასხვა HWO:C76 თანაფარდობით 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl ელექტროლიტში. (ბ) რენდლს-სევჩიკის და (გ) ნიკოლსონის VO2+/VO2+ მეთოდი დიფუზიის ეფექტურობის შესაფასებლად და k0(d) მნიშვნელობების მისაღებად.
HWO-50% C76 არა მხოლოდ ავლენდა თითქმის იგივე ელექტროკატალიზურ აქტივობას, როგორც C76 VO2+/VO2+ რეაქციისთვის, არამედ, რაც უფრო საინტერესოა, ის დამატებით თრგუნავდა ქლორის გამოყოფას C76-თან შედარებით, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახ. 6ა-ზე, და ასევე ავლენს მცირე ნახევარწრიულს ნახ. 6დ-ზე (უფრო დაბალი RCT). C76-მა აჩვენა უფრო მაღალი აშკარა Ipa/Ipc, ვიდრე HWO-50% C76-მა (ცხრილი S3), არა რეაქციის გაუმჯობესებული შექცევადობის გამო, არამედ ქლორის აღდგენის რეაქციის პიკური გადაფარვის გამო SHE-თან 1.2 ვოლტზე. HWO-50% C76-ის საუკეთესო მაჩვენებლები განპირობებულია სინერგიული ეფექტით უარყოფითად დამუხტულ მაღალგამტარ C76-სა და მაღალ დასველებადობასა და W-OH კატალიზურ ფუნქციონალურობას შორის HWO-ზე. ქლორის ნაკლები გამოყოფა გააუმჯობესებს მთელი უჯრედის დატენვის ეფექტურობას, ხოლო გაუმჯობესებული კინეტიკა გააუმჯობესებს მთელი უჯრედის ძაბვის ეფექტურობას.
განტოლების S1 მიხედვით, დიფუზიით კონტროლირებადი კვაზი-შექცევადი (შედარებით ნელი ელექტრონების გადატანის) რეაქციისთვის, პიკური დენი (IP) დამოკიდებულია ელექტრონების რაოდენობაზე (n), ელექტროდის ფართობზე (A), დიფუზიის კოეფიციენტზე (D), ელექტრონების გადატანის კოეფიციენტზე (α) და სკანირების სიჩქარეზე (ν). ტესტირებული მასალების დიფუზიით კონტროლირებადი ქცევის შესასწავლად, IP-სა და ν1/2-ს შორის დამოკიდებულება ასახულია და წარმოდგენილია ნახ. 6b-ზე. რადგან ყველა მასალა ავლენს წრფივ დამოკიდებულებას, რეაქცია კონტროლდება დიფუზიით. რადგან VO2+/VO2+ რეაქცია კვაზი-შექცევადია, ხაზის დახრილობა დამოკიდებულია დიფუზიის კოეფიციენტზე და α-ს მნიშვნელობაზე (განტოლება S1). რადგან დიფუზიის კოეფიციენტი მუდმივია (≈ 4 × 10–6 სმ2/წმ)52, ხაზის დახრილობის სხვაობა პირდაპირ მიუთითებს α-ს სხვადასხვა მნიშვნელობებზე და შესაბამისად, ელექტროდის ზედაპირზე ელექტრონების გადატანის სიჩქარეზე, რაც ნაჩვენებია C76-ისა და HWO-სთვის -50% C76 ყველაზე ციცაბო დახრილობაზე (ელექტრონების გადატანის უმაღლესი სიჩქარე).
ცხრილ S3-ში (ნახ. 6d) ნაჩვენები დაბალი სიხშირეებისთვის გამოთვლილ ვარბურგის დახრილობებს (W) ყველა მასალისთვის აქვთ 1-თან ახლოს მყოფი მნიშვნელობები, რაც მიუთითებს რედოქს სახეობების სრულყოფილ დიფუზიაზე და ადასტურებს IP-ის წრფივ ქცევას ν1/2-თან შედარებით. იზომება CV. HWO-50% C76-ისთვის ვარბურგის დახრილობა გადახრილია 1-დან 1.32-მდე, რაც მიუთითებს არა მხოლოდ რეაგენტის ნახევრად უსასრულო დიფუზიაზე (VO2+), არამედ თხელფენოვანი ქცევის შესაძლო წვლილზე დიფუზიურ ქცევაში ელექტროდის ფორიანობის გამო.
VO2+/VO2+ რედოქს რეაქციის შექცევადობის (ელექტრონების გადაცემის სიჩქარე) შემდგომი ანალიზისთვის, ნიკოლსონის კვაზი-შექცევადი რეაქციის მეთოდი ასევე გამოყენებული იქნა სტანდარტული სიჩქარის მუდმივას k041.42 დასადგენად. ეს კეთდება S2 განტოლების გამოყენებით, რათა აგებული იყოს უგანზომილებიანი კინეტიკური პარამეტრი Ψ, რომელიც ΔEp-ის ფუნქციაა, ν-1/2-ის ფუნქციის სახით. ცხრილი S4 აჩვენებს თითოეული ელექტროდის მასალისთვის მიღებულ Ψ მნიშვნელობებს. შედეგები (ნახ. 6გ) აისახა თითოეული დიაგრამის დახრიდან k0 × 104 სმ/წმ-ის მისაღებად განტოლების S3 გამოყენებით (დაწერილია თითოეული რიგის გვერდით და წარმოდგენილია ცხრილში S4). აღმოჩნდა, რომ HWO-50% C76-ს ჰქონდა ყველაზე მაღალი დახრილობა (ნახ. 6გ), ამიტომ k0-ის მაქსიმალური მნიშვნელობაა 2.47 × 10–4 სმ/წმ. ეს ნიშნავს, რომ ეს ელექტროდი აღწევს ყველაზე სწრაფ კინეტიკას, რაც შეესაბამება CV და EIS შედეგებს ნახ. 6a და d-ში და ცხრილ S3-ში. გარდა ამისა, k0-ის მნიშვნელობა ასევე მიღებული იქნა განტოლების S4 ნაიკვისტის დიაგრამიდან (ნახ. 6d) RCT მნიშვნელობის გამოყენებით (ცხრილი S3). EIS-ის ეს k0 შედეგები შეჯამებულია ცხრილ S4-ში და ასევე აჩვენებს, რომ HWO-50% C76 ავლენს ელექტრონების გადაცემის ყველაზე მაღალ სიჩქარეს სინერგიული ეფექტის გამო. მიუხედავად იმისა, რომ k0 მნიშვნელობები განსხვავდება თითოეული მეთოდის სხვადასხვა წარმოშობის გამო, ისინი მაინც აჩვენებენ სიდიდის ერთსა და იმავე რიგს და ავლენენ თანმიმდევრულობას.
მიღებული შესანიშნავი კინეტიკის სრულად გასაგებად, მნიშვნელოვანია ოპტიმალური ელექტროდის მასალების შედარება დაუფარავ UCC და TCC ელექტროდებთან. VO2+/VO2+ რეაქციისთვის, HWO-C76-მა არა მხოლოდ აჩვენა ყველაზე დაბალი ΔEp და უკეთესი შექცევადობა, არამედ მნიშვნელოვნად თრგუნავდა პარაზიტული ქლორის გამოყოფის რეაქციას TCC-თან შედარებით, რაც იზომება 1.45 ვ დენით SHE-სთან მიმართებაში (სურ. 7ა). სტაბილურობის თვალსაზრისით, ჩვენ ვივარაუდეთ, რომ HWO-50% C76 ფიზიკურად სტაბილური იყო, რადგან კატალიზატორი შერეული იყო PVDF შემკვრელთან და შემდეგ გამოყენებული იყო ნახშირბადის ქსოვილის ელექტროდებზე. HWO-50% C76-მა აჩვენა 44 mV პიკური ცვლა (დაშლის სიჩქარე 0.29 mV/ციკლი) 150 ციკლის შემდეგ, UCC-ის 50 mV-თან შედარებით (სურათი 7ბ). ეს შეიძლება დიდი განსხვავება არ იყოს, მაგრამ UCC ელექტროდების კინეტიკა ძალიან ნელია და უარესდება ციკლირებისას, განსაკუთრებით უკუ რეაქციების დროს. მიუხედავად იმისა, რომ TCC-ის შექცევადობა გაცილებით უკეთესია, ვიდრე UCC-ის, TCC-ს 150 ციკლის შემდეგ აღენიშნებოდა პიკის დიდი ცვლა 73 mV, რაც შესაძლოა განპირობებული იყოს მის ზედაპირზე წარმოქმნილი ქლორის დიდი რაოდენობით, რათა კატალიზატორი კარგად ეკვრის ელექტროდის ზედაპირს. როგორც ყველა გამოცდილი ელექტროდიდან ჩანს, ელექტროდებსაც კი, რომლებსაც არ ჰქონდათ საყრდენი კატალიზატორები, აჩვენეს ციკლური არასტაბილურობის სხვადასხვა ხარისხი, რაც იმაზე მიუთითებს, რომ ციკლის დროს პიკების გამოყოფის ცვლილება განპირობებულია ქიმიური ცვლილებებით გამოწვეული მასალის დეაქტივაციით და არა კატალიზატორის გამოყოფით. გარდა ამისა, თუ კატალიზატორის ნაწილაკების დიდი რაოდენობა გამოიყოფა ელექტროდის ზედაპირიდან, ეს გამოიწვევს პიკების გამოყოფის მნიშვნელოვან ზრდას (არა მხოლოდ 44 mV), რადგან სუბსტრატი (UCC) შედარებით არააქტიურია VO2+/VO2+ რედოქს რეაქციისთვის.
საუკეთესო ელექტროდის მასალის CV-ის შედარება UCC-თან (ა) და VO2+/VO2+ რედოქს რეაქციის სტაბილურობა (ბ). ν = 5 mV/s ყველა CV-სთვის 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl ელექტროლიტში.
VRFB ტექნოლოგიის ეკონომიკური მიმზიდველობის გასაზრდელად, ვანადიუმის რედოქს რეაქციების კინეტიკის გაფართოება და გაგება აუცილებელია მაღალი ენერგოეფექტურობის მისაღწევად. მომზადდა კომპოზიტები HWO-C76 და შესწავლილი იქნა მათი ელექტროკატალიზური ეფექტი VO2+/VO2+ რეაქციაზე. HWO-მ აჩვენა მცირე კინეტიკური გაძლიერება შერეულ მჟავე ელექტროლიტებში, მაგრამ მნიშვნელოვნად შეაფერხა ქლორის გამოყოფა. HWO:C76-ის სხვადასხვა თანაფარდობა გამოყენებული იქნა HWO-ზე დაფუძნებული ელექტროდების კინეტიკის შემდგომი ოპტიმიზაციისთვის. C76-ის HWO-მდე გაზრდა აუმჯობესებს VO2+/VO2+ რეაქციის ელექტრონების გადაცემის კინეტიკას მოდიფიცირებულ ელექტროდზე, საიდანაც HWO-50% C76 საუკეთესო მასალაა, რადგან ის ამცირებს მუხტის გადაცემის წინააღმდეგობას და კიდევ უფრო თრგუნავს ქლორს C76-თან და TCC დეპოზიტთან შედარებით. ეს განპირობებულია C=C sp2 ჰიბრიდიზაციას, OH და W-OH ფუნქციურ ჯგუფებს შორის სინერგიული ეფექტით. HWO-50% C76-ის განმეორებითი ციკლირების შემდეგ დეგრადაციის სიჩქარე 0.29 mV/ციკლს შეადგენდა, ხოლო UCC-ის და TCC-ის დეგრადაციის სიჩქარე შესაბამისად 0.33 mV/ციკლს და 0.49 mV/ციკლს შეადგენს, რაც მას ძალიან სტაბილურს ხდის შერეულ მჟავა ელექტროლიტებში. წარმოდგენილი შედეგები წარმატებით ახდენს მაღალი ხარისხის ელექტროდის მასალების იდენტიფიცირებას VO2+/VO2+ რეაქციისთვის სწრაფი კინეტიკითა და მაღალი სტაბილურობით. ეს გაზრდის გამომავალ ძაბვას, რითაც გაიზრდება VRFB-ის ენერგოეფექტურობა, რითაც შემცირდება მისი მომავალი კომერციალიზაციის ღირებულება.
მიმდინარე კვლევაში გამოყენებული და/ან გაანალიზებული მონაცემთა ნაკრებები ხელმისაწვდომია შესაბამისი ავტორებისგან გონივრული მოთხოვნის შემთხვევაში.
ლუდერერ გ. და სხვ. ქარისა და მზის ენერგიის შეფასება გლობალურ დაბალნახშირბადიან ენერგეტიკულ სცენარებში: შესავალი. ენერგიის დაზოგვა. 64, 542–551. https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (2017).
ლი, ჰ.ჯ., პარკი, ს. და კიმი, ჰ. MnO2-ის ნალექის ვანადიუმის/მანგანუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორის მუშაობაზე ზემოქმედების ანალიზი. ლი, ჰ.ჯ., პარკი, ს. და კიმი, ჰ. MnO2-ის ნალექის ვანადიუმის/მანგანუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორის მუშაობაზე ზემოქმედების ანალიზი.ლი, ჰ.ჯ., პარკი, ს. და კიმი, ჰ. MnO2-ის დეპონირების ვანადიუმის-მანგანუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორის მუშაობაზე ზემოქმედების ანალიზი. ლი, HJ, პარკი, S. & Kim, H. MnO2 沉淀对钒/锰氧化还原液流电池性能影响的分析。 ლი, ჰ.ჯ., პარკი, ს. და კიმი, ჰ. MnO2ლი, ჰ.ჯ., პარკი, ს. და კიმი, ჰ. MnO2-ის დეპონირების ვანადიუმის მანგანუმის რედოქს ნაკადის ბატარეების მუშაობაზე ზემოქმედების ანალიზი.ელექტროქიმიის ჟურნლი. სოციალისტური პარტია. 165(5), A952-A956. https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (2018).
შაჰი, ა.ა., ტანგირალა, რ., სინგჰი, რ., უილსი, რ.ა. და უოლში, ფ.ს. მთლიანად ვანადიუმის ნაკადის აკუმულატორის დინამიური ერთეულოვანი უჯრედის მოდელი. შაჰი, ა.ა., ტანგირალა, რ., სინგჰი, რ., უილსი, რ.ა. და უოლში, ფ.ს. მთლიანად ვანადიუმის ნაკადის აკუმულატორის დინამიური ერთეულოვანი უჯრედის მოდელი.შაჰ ა.ა., ტანგირალა რ., სინგჰ რ., უილს რ.გ. და უოლში ფ.კ. მთლიანად ვანადიუმის ნაკადის აკუმულატორის ელემენტარული უჯრედის დინამიური მოდელი. შაჰი, AA, ტანგირალა, რ., სინგჰ, რ., უილსი, RGA & Walsh, FC 全钒液流电池的动态单元电池模型。 შაჰი, AA, ტანგირალა, რ., სინგჰი, რ., უილსი, რგა და უოლში, FC.შაჰ AA, ტანგირალა რ, სინგჰ რ, უილს რ.გ. და უოლში ფ.კ. მთლიანად ვანადიუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორის დინამიური უჯრედის მოდელი.ელექტროქიმიის ჟურნლი. სოციალისტური პარტია. 158(6), A671. https://doi.org/10.1149/1.3561426 (2011).
განდომი, ი.ა., აარონი, დ.ს., ზავოდძინსკი, ტ.ა. და მენჩი, მ.მ. სრულად ვანადიუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორისთვის პოტენციალის ადგილზე განაწილების გაზომვა და ვალიდირებული მოდელი. განდომი, ი.ა., აარონი, დ.ს., ზავოდძინსკი, ტ.ა. და მენჩი, მ.მ. სრულად ვანადიუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორისთვის პოტენციალის ადგილზე განაწილების გაზომვა და ვალიდირებული მოდელი.განდომი, იუ. ა., აარონი, დს., ზავოძინსკი, ტ.ა. და მენჩი, მ.მ. სრულად ვანადიუმის ნაკადის აკუმულატორის რედოქს პოტენციალის ადგილზე პოტენციალის განაწილების გაზომვა და ვალიდირებული მოდელი. განდომი, YA, აარონი, DS, ზავოძინსკი, TA & Mench, MM 全钒氧化还原液流电池的原位电位分布测量和验证 განდომი, YA, აარონი, DS, ზავოძინსკი, TA & Mench, MM.全ვანადიუმის ოქსიდაზას რედოქსის გაზომვისა და ვალიდაციის მოდელი.განდომი, იუ. ა., აარონი, დ.ს., ზავოძინსკი, ტ.ა. და მენჩი, მ.მ. სრულად ვანადიუმის ნაკადის რედოქს აკუმულატორებისთვის მოდელის გაზომვა და ადგილზე პოტენციალის განაწილების ვერიფიკაცია.ელექტროქიმიის ჟურნლი. სოციალისტური პარტია. 163(1), A5188-A5201. https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (2016).
ცუშიმა, ს. და სუზუკი, თ. ვანადიუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორის მოდელირება და სიმულაცია გადაჯაჭვული ნაკადის ველით ელექტროდების არქიტექტურის ოპტიმიზაციისთვის. ცუშიმა, ს. და სუზუკი, თ. ვანადიუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორის მოდელირება და სიმულაცია გადაჯაჭვული ნაკადის ველით ელექტროდების არქიტექტურის ოპტიმიზაციისთვის.ცუშიმა, ს. და სუზუკი, თ. ელექტროდის არქიტექტურის ოპტიმიზაციისთვის კონტრპოლარიზებული ნაკადის მქონე ვანადიუმის რედოქს აკუმულატორის მოდელირება და სიმულაცია. ცუსიმა, ს. და სუზუკი, ტ. Tsushima, S. & Suzuki, T. 叉指流场的叉指流场的ვანადიუმის ოქსიდის შემცირების თხევადი ნაკადის ბატარეა მოდელირება და სიმულაცია ელექტროდის სტრუქტურის ოპტიმიზაციისთვის.ცუშიმა, ს. და სუზუკი, თ. ელექტროდის სტრუქტურის ოპტიმიზაციისთვის კონტრ-პინური ნაკადის ველების მქონე ვანადიუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორების მოდელირება და სიმულაცია.ელექტროქიმიის ჟურნ. სოციალისტური პარტია. 167(2), 020553. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (2020).
სან, ბ. და სკილას-კაზაკოსი, მ. გრაფიტის ელექტროდის მასალების მოდიფიკაცია ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეის გამოყენებისთვის - I. სან, ბ. და სკილას-კაზაკოსი, მ. გრაფიტის ელექტროდის მასალების მოდიფიკაცია ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეის გამოყენებისთვის - I.სან, ბ. და სკილას-კაზაკოსი, მ. ვანადიუმის რედოქს აკუმულატორების გრაფიტის ელექტროდის მასალების მოდიფიკაცია – ი. 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。 სან, ბ. და სკილას-კაზაკოსი, მ. ვანადიუმის დაჟანგვის აღმდგენი თხევადი ბატარეის გამოყენებაში 石墨 ელექტროდის მასალების მოდიფიკაცია——I.სან, ბ. და სკილას-კაზაკოსი, მ. გრაფიტის ელექტროდის მასალების მოდიფიკაცია ვანადიუმის რედოქს აკუმულატორებში გამოსაყენებლად – I.თერმული დამუშავება ელექტროქიმია. აქტა 37(7), 1253-1260. https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (1992).
ლიუ, თ., ლი, შ., ჟანგი, ჰ. და ჩენი, ჯ. ელექტროდის მასალების პროგრესი ვანადიუმის ნაკადის ბატარეების (VFB)კენ გაუმჯობესებული სიმძლავრის სიმკვრივის მქონე ბატარეებისკენ. ლიუ, თ., ლი, შ., ჟანგი, ჰ. და ჩენი, ჯ. ელექტროდის მასალების პროგრესი ვანადიუმის ნაკადის ბატარეების (VFB)კენ გაუმჯობესებული სიმძლავრის სიმკვრივის მქონე ბატარეებისკენ.ლიუ, თ., ლი, შ., ჟანგი, ჰ. და ჩენი, ჯ. ელექტროდის მასალების განვითარება ვანადიუმის ნაკადის ბატარეებამდე (VFB) გაუმჯობესებული სიმძლავრის სიმკვრივით. 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.ლიუ, თ., ლი, ს., ჟანგი, ჰ. და ჩენი, ჯ. გაზრდილი სიმძლავრის სიმკვრივის მქონე ვანადიუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორების (VFB) ელექტროდის მასალების მიღწევები.ენერგეტიკული ქიმიის ჟურნალი. 27(5), 1292-1303. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (2018).
ლიუ, ქ.ჰ. და სხვ. მაღალი ეფექტურობის ვანადიუმის რედოქს ნაკადის უჯრედი ოპტიმიზებული ელექტროდის კონფიგურაციით და მემბრანის შერჩევით. ელექტროქიმიის ჟურნალი. სოციალისტური პარტია. 159(8), A1246-A1252. https://doi.org/10.1149/2.051208jes (2012).
ვეი, გ., ჯია, ს., ლიუ, ჯ. და იანი, ს. ნახშირბადის თექის საყრდენი ნახშირბადის ნანომილაკები კატალიზატორები კომპოზიტური ელექტროდი ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეის გამოყენებისთვის. ვეი, გ., ჯია, ს., ლიუ, ჯ. და იანი, ს. ნახშირბადის თექის საყრდენი ნახშირბადის ნანომილაკები კატალიზატორები კომპოზიტური ელექტროდი ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეის გამოყენებისთვის.ვეი, გ., ჯია, ქ., ლიუ, ჯ. და იანგი, კ. ვანადიუმის რედოქს ბატარეაში გამოსაყენებლად ნახშირბადის ნანომილაკებზე დაფუძნებული კომპოზიტური ელექტროდის კატალიზატორები ნახშირბადის თექის სუბსტრატით. ვეი, გ., ჯია, ს., ლიუ, ჯ. და იანი, ს. ვეი, გ., ჯია, ს., ლიუ, ჯ. და იანი, ს. ნახშირბადის ქეჩით დატვირთული ნახშირბადის ნანომილაკების კატალიზატორის კომპოზიტური ელექტროდი ვანადიუმის დაჟანგვის აღმდგენი სითხის ნაკადის აკუმულატორის გამოყენებისთვის.ვეი, გ., ჯია, ქ., ლიუ, ჯ. და იანგი, კ. ნახშირბადის ნანომილაკების კატალიზატორის კომპოზიტური ელექტროდი ნახშირბადის თექის სუბსტრატით ვანადიუმის რედოქს ბატარეებში გამოსაყენებლად.ჯ. პაუერი. 220, 185–192. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (2012).
მუნი, ს., კვონი, ბ.ვ., ჩუნგი, ი. და კვონი, ი. მჟავიან CNT-ზე დაფარული ბისმუტის სულფატის გავლენა ვანადიუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორის მუშაობაზე. მუნი, ს., კვონი, ბ.ვ., ჩუნგი, ი. და კვონი, ი. მჟავიან CNT-ზე დაფარული ბისმუტის სულფატის გავლენა ვანადიუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორის მუშაობაზე.მუნი, ს., კვონი, ბ.ვ., ჩანგი, ი. და კვონი, ი. დაჟანგულ ნახშირბადის ტალკებზე დალექილი ბისმუტის სულფატის გავლენა ვანადიუმის რედოქს-აკუმულატორის მახასიათებლებზე. მთვარე, S., Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. მუნი, ს., კვონი, ბ.ვ., ჩუნგი, ი. და კვონი, ი. ბისმუტის სულფატის გავლენა ნახშირბადის ნატანის დაჟანგვაზე ვანადიუმის დაჟანგვის აღდგენითი სითხის ნაკადის აკუმულატორის მუშაობაზე.მუნი, ს., კვონი, ბ.ვ., ჩანგი, ი. და კვონი, ი. დაჟანგულ ნახშირბადის ტალკებზე დალექილი ბისმუტის სულფატის გავლენა ვანადიუმის რედოქს-რეაქციის ელემენტების მახასიათებლებზე.ელექტროქიმიის ჟურნლი. სოციალისტური პარტია. 166(12), A2602. https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (2019).
ჰუანგ რ.-ჰ. ვანადიუმის რედოქს ნაკადის აკუმულატორებისთვის Pt/მრავალშრიანი ნახშირბადის ნანომილაკებით მოდიფიცირებული აქტიური ელექტროდები. ელექტროქიმიის ჟურნალი. სოციალისტური პარტია. 159(10), A1579. https://doi.org/10.1149/2.003210jes (2012).
კანი, ს. და სხვ. ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეები იყენებენ ელექტროკატალიზატორებს, რომლებიც მორთულია ორგანომეტალური ხარაჩოებიდან მიღებული აზოტით დოპირებული ნახშირბადის ნანომილაკებით. ელექტროქიმიის ჟურნალი. სოციალისტური პარტია. 165(7), A1388. https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (2018).
ხანი, პ. და სხვ. გრაფენის ოქსიდის ნანოფურცლები ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეებში VO2+/ და V2+/V3+ რედოქს წყვილებისთვის შესანიშნავ ელექტროქიმიურად აქტიურ მასალებს წარმოადგენს. ნახშირბადი 49(2), 693–700. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (2011).
გონსალეს ზ. და სხვ. გრაფენით მოდიფიცირებული გრაფიტის ფეტრის შესანიშნავი ელექტროქიმიური მახასიათებლები ვანადიუმის რედოქს ბატარეების გამოყენებისთვის. J. Power. 338, 155-162. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.10.069 (2017).
გონსალესი, ზ., ვიზირეანუ, ს., დინესკუ, გ., ბლანკო, ს. და სანტამარია, რ. ნახშირბადის ნანომასოებიანი თხელი ფირები, როგორც ნანოსტრუქტურირებული ელექტროდის მასალები ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეებში. გონსალესი, ზ., ვიზირეანუ, ს., დინესკუ, გ., ბლანკო, ს. და სანტამარია, რ. ნახშირბადის ნანომასოებიანი თხელი ფირები, როგორც ნანოსტრუქტურირებული ელექტროდის მასალები ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეებში.გონსალეს ზ., ვიზირიანუ ს., დინესკუ გ., ბლანკო ს. და სანტამარია რ. ნახშირბადის ნანოკედლების თხელი ფირები, როგორც ნანოსტრუქტურირებული ელექტროდის მასალები ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეებში.გონსალეს ზ., ვიზირიანუ ს., დინესკუ გ., ბლანკო ს. და სანტამარია რ. ნახშირბადის ნანოკედლის ფირები, როგორც ნანოსტრუქტურირებული ელექტროდის მასალები ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეებში. ნანო ენერგია 1(6), 833–839. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (2012).
ოპარი, დ.ო., ნანკია, რ., ლი, ჯ. და იუნგი, ჰ. სამგანზომილებიანი მეზოფოროვანი გრაფენით მოდიფიცირებული ნახშირბადის ფილა მაღალი ხარისხის ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეებისთვის. ოპარი, დ.ო., ნანკია, რ., ლი, ჯ. და იუნგი, ჰ. სამგანზომილებიანი მეზოფოროვანი გრაფენით მოდიფიცირებული ნახშირბადის ფილა მაღალი ხარისხის ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეებისთვის.ოპარ დ.ო., ნანკია რ., ლი ჯ. და იუნგ ჰ. სამგანზომილებიანი გრაფენით მოდიფიცირებული მეზოფოროვანი ნახშირბადის ფილა მაღალი ხარისხის ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეებისთვის. 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怡 Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H.ოპარ დ.ო., ნანკია რ., ლი ჯ. და იუნგ ჰ. სამგანზომილებიანი გრაფენით მოდიფიცირებული მეზოფოროვანი ნახშირბადის ფილა მაღალი ხარისხის ვანადიუმის რედოქს ნაკადის ბატარეებისთვის.ელექტროქიმია. აქტი 330, 135276. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (2020).