Nature.com भ्रमण गर्नुभएकोमा धन्यवाद। तपाईंले प्रयोग गरिरहनुभएको ब्राउजर संस्करणमा सीमित CSS समर्थन छ। उत्तम अनुभवको लागि, हामी तपाईंलाई अद्यावधिक गरिएको ब्राउजर प्रयोग गर्न सिफारिस गर्छौं (वा इन्टरनेट एक्सप्लोररमा अनुकूलता मोड असक्षम पार्नुहोस्)। यसै बीचमा, निरन्तर समर्थन सुनिश्चित गर्न, हामी शैली र जाभास्क्रिप्ट बिना साइट रेन्डर गर्नेछौं।
एकै समयमा तीनवटा स्लाइडहरू देखाउने क्यारोसेल। एक पटकमा तीनवटा स्लाइडहरू मार्फत सार्न अघिल्लो र अर्को बटनहरू प्रयोग गर्नुहोस्, वा एक पटकमा तीनवटा स्लाइडहरू मार्फत सार्न अन्त्यमा स्लाइडर बटनहरू प्रयोग गर्नुहोस्।
अल-भ्यानेडियम फ्लो-थ्रु रेडक्स ब्याट्रीहरू (VRFBs) को तुलनात्मक रूपमा उच्च लागतले तिनीहरूको व्यापक प्रयोगलाई सीमित गर्दछ। VRFB को विशिष्ट शक्ति र ऊर्जा दक्षता बढाउन इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाहरूको गतिविज्ञान सुधार गर्न आवश्यक छ, जसले गर्दा VRFB को kWh को लागत घट्छ। यस कार्यमा, हाइड्रोथर्मली संश्लेषित हाइड्रेटेड टंगस्टन अक्साइड (HWO) न्यानोपार्टिकल्स, C76 र C76/HWO, कार्बन कपडा इलेक्ट्रोडहरूमा जम्मा गरियो र VO2+/VO2+ रेडक्स प्रतिक्रियाको लागि इलेक्ट्रोकैटलिस्टको रूपमा परीक्षण गरियो। क्षेत्र उत्सर्जन स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (FESEM), ऊर्जा फैलाउने एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDX), उच्च-रिजोल्युसन प्रसारण इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (HR-TEM), एक्स-रे विवर्तन (XRD), एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS), इन्फ्रारेड फूरियर ट्रान्सफॉर्म स्पेक्ट्रोस्कोपी (FTIR) र सम्पर्क कोण मापन। HWO मा C76 फुलरीनहरू थप्दा विद्युतीय चालकता बढाएर र यसको सतहमा अक्सिडाइज्ड कार्यात्मक समूहहरू प्रदान गरेर इलेक्ट्रोड गतिविज्ञानमा सुधार गर्न सकिन्छ भन्ने पत्ता लागेको छ, जसले गर्दा VO2+/VO2+ रेडक्स प्रतिक्रियालाई बढावा दिन्छ। HWO/C76 कम्पोजिट (50 wt% C76) ΔEp को 176 mV भएको VO2+/VO2+ प्रतिक्रियाको लागि उत्तम विकल्प साबित भयो, जबकि उपचार नगरिएको कार्बन कपडा (UCC) 365 mV थियो। थप रूपमा, W-OH कार्यात्मक समूहको कारणले HWO/C76 कम्पोजिटले परजीवी क्लोरीन विकास प्रतिक्रियामा महत्त्वपूर्ण निरोधात्मक प्रभाव देखायो।
तीव्र मानवीय गतिविधि र तीव्र औद्योगिक क्रान्तिले गर्दा बिजुलीको माग अविश्वसनीय रूपमा उच्च भएको छ, जुन प्रति वर्ष लगभग ३% ले बढिरहेको छ। दशकौंदेखि, ऊर्जाको स्रोतको रूपमा जीवाश्म इन्धनको व्यापक प्रयोगले हरितगृह ग्यास उत्सर्जनमा योगदान पुर्‍याएको छ जसले विश्वव्यापी तापक्रम वृद्धि, पानी र वायु प्रदूषणमा योगदान पुर्‍याएको छ, जसले सम्पूर्ण पारिस्थितिक प्रणालीलाई खतरामा पारेको छ। फलस्वरूप, २०५०१ सम्ममा स्वच्छ र नवीकरणीय हावा र सौर्य ऊर्जाको प्रवेश कुल बिजुलीको ७५% पुग्ने अपेक्षा गरिएको छ। यद्यपि, जब नवीकरणीय स्रोतहरूबाट बिजुलीको हिस्सा कुल बिजुली उत्पादनको २०% भन्दा बढी हुन्छ, ग्रिड अस्थिर हुन्छ।
हाइब्रिड भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री२ जस्ता सबै ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरूमध्ये, अल-भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री (VRFB) यसको धेरै फाइदाहरूको कारणले सबैभन्दा छिटो विकसित भएको छ र दीर्घकालीन ऊर्जा भण्डारण (लगभग ३० वर्ष) को लागि उत्तम समाधान मानिन्छ। ) नवीकरणीय ऊर्जासँग संयोजनमा विकल्पहरू ४। यो पावर र ऊर्जा घनत्वको पृथकीकरण, छिटो प्रतिक्रिया, लामो सेवा जीवन, र लिथियम-आयन र लिड-एसिड ब्याट्रीहरूको लागि $९३-१४०/kWh र प्रति kWh २७९-४२० अमेरिकी डलरको तुलनामा $६५/kWh को अपेक्षाकृत कम वार्षिक लागतको कारणले हो। ब्याट्री क्रमशः ४।
यद्यपि, तिनीहरूको ठूलो मात्रामा व्यावसायीकरण अझै पनि तिनीहरूको अपेक्षाकृत उच्च प्रणाली पूँजी लागतले सीमित छ, मुख्यतया सेल स्ट्याकहरू 4,5 को कारणले। यसरी, दुई आधा-तत्व प्रतिक्रियाहरूको गतिविज्ञान बढाएर स्ट्याक प्रदर्शन सुधार गर्नाले स्ट्याक आकार घटाउन सक्छ र यसरी लागत घटाउन सक्छ। त्यसकारण, इलेक्ट्रोड सतहमा द्रुत इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण आवश्यक छ, जुन इलेक्ट्रोडको डिजाइन, संरचना र संरचनामा निर्भर गर्दछ र सावधानीपूर्वक अनुकूलन आवश्यक छ6। राम्रो रासायनिक र इलेक्ट्रोकेमिकल स्थिरता र कार्बन इलेक्ट्रोडहरूको राम्रो विद्युतीय चालकताको बावजुद, अक्सिजन कार्यात्मक समूहहरू र हाइड्रोफिलिसिटीको अभावका कारण तिनीहरूको उपचार नगरिएको गतिविज्ञान सुस्त छ7,8। त्यसकारण, विभिन्न इलेक्ट्रोकेटालिस्टहरूलाई कार्बन-आधारित इलेक्ट्रोडहरू, विशेष गरी कार्बन न्यानोस्ट्रक्चरहरू र धातु अक्साइडहरूसँग जोडिन्छ, दुवै इलेक्ट्रोडहरूको गतिविज्ञान सुधार गर्न, जसले गर्दा VRFB इलेक्ट्रोडको गतिविज्ञान बढ्छ।
C76 मा हाम्रो अघिल्लो कामको अतिरिक्त, हामीले पहिलो पटक VO2+/VO2+, चार्ज ट्रान्सफरको लागि यस फुलरीनको उत्कृष्ट इलेक्ट्रोकैटलिटिक गतिविधिको रिपोर्ट गर्यौं, ताप-उपचार गरिएको र उपचार नगरिएको कार्बन कपडाको तुलनामा। प्रतिरोध ९९.५% र ९७% ले घटाइएको छ। C76 को तुलनामा VO2+/VO2+ प्रतिक्रियाको लागि कार्बन सामग्रीको उत्प्रेरक प्रदर्शन तालिका S1 मा देखाइएको छ। अर्कोतर्फ, CeO225, ZrO226, MoO327, NiO28, SnO229, Cr2O330 र WO331, 32, 33, 34, 35, 36, 37 जस्ता धेरै धातु अक्साइडहरू तिनीहरूको बढ्दो भिजेको क्षमता र प्रचुर मात्रामा अक्सिजन कार्यक्षमताको कारण प्रयोग गरिएको छ। , 38. समूह। VO2+/VO2+ प्रतिक्रियामा यी धातु अक्साइडहरूको उत्प्रेरक गतिविधि तालिका S2 मा प्रस्तुत गरिएको छ। WO3 यसको कम लागत, अम्लीय मिडियामा उच्च स्थिरता, र उच्च उत्प्रेरक गतिविधिको कारणले गर्दा धेरै कामहरूमा प्रयोग गरिएको छ31,32,33,34,35,36,37,38। यद्यपि, WO3 को कारणले क्याथोडिक गतिविज्ञानमा भएको सुधार नगण्य छ। WO3 को चालकता सुधार गर्न, क्याथोडिक गतिविधिमा कम टंगस्टन अक्साइड (W18O49) प्रयोग गर्ने प्रभावको परीक्षण गरिएको थियो38। हाइड्रेटेड टंगस्टन अक्साइड (HWO) VRFB अनुप्रयोगहरूमा कहिल्यै परीक्षण गरिएको छैन, यद्यपि यसले निर्जल WOx39,40 को तुलनामा छिटो क्याशन प्रसारको कारण सुपरक्यापेसिटर अनुप्रयोगहरूमा बढेको गतिविधि प्रदर्शन गर्दछ। तेस्रो पुस्ताको भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीले ब्याट्रीको कार्यसम्पादन सुधार गर्न र इलेक्ट्रोलाइटमा भ्यानेडियम आयनहरूको घुलनशीलता र स्थिरता सुधार गर्न HCl र H2SO4 बाट बनेको मिश्रित एसिड इलेक्ट्रोलाइट प्रयोग गर्दछ। यद्यपि, परजीवी क्लोरिन विकास प्रतिक्रिया तेस्रो पुस्ताको बेफाइदाहरू मध्ये एक भएको छ, त्यसैले क्लोरिन मूल्याङ्कन प्रतिक्रियालाई रोक्ने तरिकाहरूको खोजी धेरै अनुसन्धान समूहहरूको केन्द्रबिन्दु बनेको छ।
यहाँ, परजीवी क्लोरीन विकास प्रतिक्रिया (CER) लाई दबाउँदा कम्पोजिटहरूको विद्युतीय चालकता र इलेक्ट्रोड सतहको रेडक्स गतिविज्ञान बीच सन्तुलन पत्ता लगाउन कार्बन कपडा इलेक्ट्रोडहरूमा जम्मा गरिएका HWO/C76 कम्पोजिटहरूमा VO2+/VO2+ प्रतिक्रिया परीक्षणहरू गरिएको थियो। हाइड्रेटेड टंगस्टन अक्साइड (HWO) न्यानोपार्टिकल्सलाई साधारण हाइड्रोथर्मल विधिद्वारा संश्लेषित गरिएको थियो। व्यावहारिकताको लागि तेस्रो पुस्ताको VRFB (G3) को अनुकरण गर्न र परजीवी क्लोरीन विकास प्रतिक्रियामा HWO को प्रभावको अनुसन्धान गर्न मिश्रित एसिड इलेक्ट्रोलाइट (H2SO4/HCl) मा प्रयोगहरू गरिएको थियो।
यस अध्ययनमा भेनेडियम(IV) सल्फेट हाइड्रेट (VOSO4, 99.9%, अल्फा-एसर), सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4), हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl), डाइमिथाइलफर्मामाइड (DMF, सिग्मा-एल्ड्रिच), पोलिभिनिलिडेन फ्लोराइड (PVDF, सिग्मा)-एल्ड्रिच), सोडियम टंगस्टन अक्साइड डाइहाइड्रेट (Na2WO4, 99%, सिग्मा-एल्ड्रिच) र हाइड्रोफिलिक कार्बन कपडा ELAT (इन्धन सेल स्टोर) प्रयोग गरिएको थियो।
हाइड्रेटेड टंगस्टन अक्साइड (HWO) हाइड्रोथर्मल प्रतिक्रिया ४३ द्वारा तयार गरिएको थियो जसमा २ ग्राम Na2WO4 नुनलाई १२ मिलीलीटर H2O मा घोलेर रंगहीन घोल बनाइएको थियो, त्यसपछि १२ मिलीलीटर २ M HCl लाई फिक्का पहेंलो निलम्बन दिनको लागि ड्रपवाइज थपिएको थियो। स्लरीलाई टेफ्लोन लेपित स्टेनलेस स्टील अटोक्लेभमा राखिएको थियो र हाइड्रोथर्मल प्रतिक्रियाको लागि १८० डिग्री सेल्सियसमा ३ घण्टाको लागि ओभनमा राखिएको थियो। अवशेषलाई निस्पंदनद्वारा सङ्कलन गरिएको थियो, इथेनॉल र पानीले ३ पटक धोइएको थियो, ७० डिग्री सेल्सियसमा ~३ घण्टाको लागि ओभनमा सुकाइएको थियो, र त्यसपछि नीलो-खैरो HWO पाउडर दिनको लागि ट्रिटुरेट गरिएको थियो।
प्राप्त (प्रक्रिया नगरिएको) कार्बन कपडा इलेक्ट्रोडहरू (CCT) लाई ४५०°C हावामा १५ ºC/मिनेटको ताप दर भएको ट्यूब भट्टीमा १० घण्टाको लागि जस्तै वा ताप उपचार गरी उपचार गरिएको CCs (TCC) प्राप्त गरियो। अघिल्लो लेख २४ मा वर्णन गरिए अनुसार। UCC र TCC लाई लगभग १.५ सेन्टिमिटर चौडा र ७ सेन्टिमिटर लामो इलेक्ट्रोडमा काटिएको थियो। C76, HWO, HWO-१०% C७६, HWO-३०% C७६ र HWO-५०% C७६ को सस्पेन्सनहरू २० मिलीग्राम .% (~२.२२ मिलीग्राम) PVDF बाइन्डर ~१ मिलीलीटर DMF मा थपेर तयार पारिएको थियो र एकरूपता सुधार गर्न १ घण्टाको लागि सोनिकेट गरिएको थियो। C76, HWO र HWO-C७६ कम्पोजिटहरूको २ मिलीग्राम क्रमशः लगभग १.५ सेन्टिमिटर २ को UCC सक्रिय इलेक्ट्रोड क्षेत्रमा लागू गरिएको थियो। सबै उत्प्रेरकहरू UCC इलेक्ट्रोडहरूमा लोड गरिएका थिए र TCC तुलनात्मक उद्देश्यका लागि मात्र प्रयोग गरिएको थियो, किनकि हाम्रो अघिल्लो कामले देखाएको थियो कि ताप उपचार आवश्यक थिएन24। अझ समान प्रभावको लागि १०० µl सस्पेन्सन (लोड २ मिलीग्राम) ब्रश गरेर छाप मिलाउने काम प्राप्त गरिएको थियो। त्यसपछि सबै इलेक्ट्रोडहरूलाई ६०° सेल्सियसमा रातारात ओभनमा सुकाइयो। सही स्टक लोडिङ सुनिश्चित गर्न इलेक्ट्रोडहरूलाई अगाडि र पछाडि मापन गरिन्छ। निश्चित ज्यामितीय क्षेत्र (~१.५ सेमी२) हुन र केशिका प्रभावको कारणले इलेक्ट्रोडमा भ्यानेडियम इलेक्ट्रोलाइटको वृद्धि रोक्नको लागि, सक्रिय सामग्रीमाथि प्याराफिनको पातलो तह लगाइएको थियो।
HWO सतह आकारविज्ञान अवलोकन गर्न क्षेत्र उत्सर्जन स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (FESEM, Zeiss SEM अल्ट्रा 60, 5 kV) प्रयोग गरिएको थियो। UCC इलेक्ट्रोडहरूमा HWO-50%C76 तत्वहरू नक्सा गर्न Feii8SEM (EDX, Zeiss Inc.) ले सुसज्जित ऊर्जा फैलाउने एक्स-रे स्पेक्ट्रोमिटर प्रयोग गरिएको थियो। उच्च रिजोल्युसन HWO कणहरू र विवर्तन रिंगहरूको छवि बनाउन 200 kV को गतिशील भोल्टेजमा सञ्चालन हुने उच्च रिजोल्युसन प्रसारण इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप (HR-TEM, JOEL JEM-2100) प्रयोग गरिएको थियो। क्रिस्टलोग्राफी टूलबक्स (CrysTBox) सफ्टवेयरले HWO रिंग विवर्तन ढाँचाको विश्लेषण गर्न र परिणामहरूलाई XRD ढाँचासँग तुलना गर्न ringGUI प्रकार्य प्रयोग गर्दछ। UCC र TCC को संरचना र ग्राफिटाइजेसनलाई एक्स-रे डिफ्र्याक्टोमिटर (मोडेल ३६००) प्रयोग गरेर Cu Kα (λ = १.५४०६० Å) को साथ ५° देखि ७०° सम्म २.४°/मिनेटको स्क्यान दरमा एक्स-रे डिफ्र्याक्सन (XRD) द्वारा विश्लेषण गरिएको थियो। XRD ले HWO को क्रिस्टल संरचना र चरण देखाएको थियो। डाटाबेसमा उपलब्ध टंगस्टन अक्साइड नक्साहरूसँग HWO शिखरहरू मिलाउन PANalytical X'Pert HighScore सफ्टवेयर प्रयोग गरिएको थियो। HWO परिणामहरू TEM परिणामहरूसँग तुलना गरिएको थियो। HWO नमूनाहरूको रासायनिक संरचना र अवस्था एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS, ESCALAB 250Xi, ThermoScientific) द्वारा निर्धारण गरिएको थियो। CASA-XPS सफ्टवेयर (v 2.3.15) शिखर डिकन्भोलुसन र डेटा विश्लेषणको लागि प्रयोग गरिएको थियो। HWO र HWO-50%C76 को सतह कार्यात्मक समूहहरू निर्धारण गर्न, फुरियर ट्रान्सफर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (FTIR, पर्किन एल्मर स्पेक्ट्रोमिटर, KBr FTIR प्रयोग गरेर) प्रयोग गरेर मापन गरिएको थियो। परिणामहरूलाई XPS परिणामहरूसँग तुलना गरिएको थियो। इलेक्ट्रोडहरूको भिजेकोपनलाई चित्रण गर्न सम्पर्क कोण मापन (KRUSS DSA25) पनि प्रयोग गरिएको थियो।
सबै इलेक्ट्रोकेमिकल मापनहरूको लागि, बायोलोजिक SP 300 वर्कस्टेशन प्रयोग गरिएको थियो। VO2+/VO2+ रेडक्स प्रतिक्रियाको इलेक्ट्रोड गतिविज्ञान र प्रतिक्रिया दरमा अभिकर्मक प्रसार (VOSO4(VO2+)) को प्रभाव अध्ययन गर्न चक्रीय भोल्टामेट्री (CV) र इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी (EIS) प्रयोग गरिएको थियो। दुबै विधिहरूले 1 M H2SO4 + 1 M HCl (एसिडको मिश्रण) मा 0.1 M VOSO4 (V4+) को इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता भएको तीन-इलेक्ट्रोड सेल प्रयोग गरे। प्रस्तुत गरिएका सबै इलेक्ट्रोकेमिकल डेटा IR सुधार गरिएको छ। सन्दर्भ र काउन्टर इलेक्ट्रोडको रूपमा क्रमशः एक संतृप्त क्यालोमेल इलेक्ट्रोड (SCE) र प्लेटिनम (Pt) कोइल प्रयोग गरिएको थियो। CV को लागि, VO2+/VO2+ सम्भावित विन्डोमा (0–1) V बनाम SCE को लागि 5, 20, र 50 mV/s को स्क्यान दरहरू (ν) लागू गरियो, त्यसपछि SHE लाई प्लट (VSCE = 0.242 V बनाम HSE) मा समायोजन गरियो। इलेक्ट्रोड गतिविधिको अवधारण अध्ययन गर्न, UCC, TCC, UCC-C76, UCC-HWO, र UCC-HWO-50% C76 को लागि ν 5 mV/s मा दोहोर्याइएको चक्रीय CV हरू प्रदर्शन गरियो। EIS मापनको लागि, VO2+/VO2+ रेडक्स प्रतिक्रियाको फ्रिक्वेन्सी दायरा 0.01-105 Hz थियो, र ओपन-सर्किट भोल्टेज (OCV) मा भोल्टेज perturbation 10 mV थियो। परिणामहरूको स्थिरता सुनिश्चित गर्न प्रत्येक प्रयोग 2-3 पटक दोहोर्याइएको थियो। विषम दर स्थिरांकहरू (k0) निकोल्सन विधिद्वारा प्राप्त गरिएको थियो46,47।
हाइड्रेटेड टंगस्टन अक्साइड (HVO) लाई हाइड्रोथर्मल विधिद्वारा सफलतापूर्वक संश्लेषित गरिएको छ। चित्र १a मा रहेको SEM छविले देखाउँछ कि जम्मा गरिएको HWO मा २५-५० nm को दायरामा आकार भएका न्यानो कणहरूको समूहहरू हुन्छन्।
HWO को एक्स-रे विवर्तन ढाँचाले क्रमशः ~२३.५° र ~४७.५° मा शिखरहरू (००१) र (००२) देखाउँछ, जुन ननस्टोइचियोमेट्रिक WO२.६३ (W३२O८४) (PDF ०७७–०८१०, a = २१.४ Å, b = १७.८ Å, c = ३.८ Å, α = β = γ = ९०°) को विशेषता हो, जुन तिनीहरूको स्पष्ट नीलो रंग (चित्र १b) ४८.४९ सँग मेल खान्छ। लगभग २०.५°, २७.१°, २८.१°, ३०.८°, ३५.७°, ३६.७° र ५२.७° मा रहेका अन्य शिखरहरू (१४०), (६२०), (३५०), (७२०), (७४०), (५६०°) मा तोकिएका थिए। ) ) र (970) विवर्तन समतलहरू क्रमशः WO2.63 मा ओर्थोगोनल छन्। सोंगारा एट अल द्वारा उही सिंथेटिक विधि प्रयोग गरिएको थियो। 43 ले सेतो उत्पादन प्राप्त गर्न, जुन WO3(H2O)0.333 को उपस्थितिलाई श्रेय दिइएको थियो। यद्यपि, यस कार्यमा, फरक अवस्थाहरूको कारण, नीलो-खैरो उत्पादन प्राप्त गरिएको थियो, जसले WO3(H2O)0.333 (PDF 087-1203, a = 7.3 Å, b = 12.5 Å, c = 7 .7 Å, α = β = γ = 90°) र टंगस्टन अक्साइडको कम रूपलाई संकेत गर्दछ। X'Pert HighScore सफ्टवेयर प्रयोग गरेर अर्ध-मात्रात्मक विश्लेषणले 26% WO3(H2O)0.333:74% W32O84 देखायो। W32O84 मा W6+ र W4+ (1.67:1 W6+:W4+) मिलेर बनेको हुनाले, W6+ र W4+ को अनुमानित सामग्री क्रमशः लगभग 72% W6+ र 28% W4+ छ। SEM छविहरू, न्यूक्लियस स्तरमा 1-सेकेन्ड XPS स्पेक्ट्रा, TEM छविहरू, FTIR स्पेक्ट्रा, र C76 कणहरूको रमन स्पेक्ट्रा हाम्रो अघिल्लो लेखमा प्रस्तुत गरिएको थियो। कवाडा एट अलका अनुसार, टोल्युइन हटाएपछि C76 को एक्स-रे विवर्तनले FCC को मोनोक्लिनिक संरचना देखायो।
चित्र २क र ख मा देखाइएका SEM छविहरूले UCC इलेक्ट्रोडको कार्बन फाइबरमा र बीचमा HWO र HWO-50%C76 सफलतापूर्वक जम्मा गरिएको देखाउँछन्। चित्र २क मा देखाइएका SEM छविहरूमा टंगस्टन, कार्बन र अक्सिजनको EDX तत्व नक्साहरू चित्र २ड-एफ मा देखाइएका छन् जसले टंगस्टन र कार्बन सम्पूर्ण इलेक्ट्रोड सतहमा समान रूपमा मिश्रित छन् (समान वितरण देखाउँदै) र निक्षेप विधिको प्रकृतिको कारणले कम्पोजिट एकरूप रूपमा जम्मा भएको छैन भन्ने संकेत गर्दछ।
जम्मा गरिएको HWO कणहरू (a) र HWO-C76 कणहरू (b) को SEM छविहरू। छवि (c) मा रहेको क्षेत्र प्रयोग गरेर UCC मा लोड गरिएको HWO-C76 मा EDX म्यापिङले नमूनामा टंगस्टन (d), कार्बन (e), र अक्सिजन (f) को वितरण देखाउँछ।
HR-TEM उच्च म्याग्निफिकेसन इमेजिङ र क्रिस्टलोग्राफिक जानकारीको लागि प्रयोग गरिएको थियो (चित्र ३)। HWO ले चित्र ३a मा देखाइए अनुसार र चित्र ३b मा अझ स्पष्ट रूपमा न्यानोक्यूब आकारविज्ञान देखाउँछ। चयन गरिएका क्षेत्रहरूको विवर्तनको लागि न्यानोक्यूबलाई बढाएर, चित्र ३c मा देखाइए अनुसार ब्राग नियमलाई सन्तुष्ट पार्ने ग्रेटिंग संरचना र विवर्तन विमानहरूको कल्पना गर्न सकिन्छ, जसले सामग्रीको क्रिस्टलिनिटी पुष्टि गर्दछ। चित्र ३c को इन्सेटमा क्रमशः WO3(H2O)0.333 र W32O84 चरणहरूमा पाइने (022) र (620) विवर्तन विमानहरूसँग मिल्दोजुल्दो दूरी d 3.3 Å देखाउँछ, क्रमशः४३,४४,४९। यो माथि वर्णन गरिएको XRD विश्लेषणसँग मेल खान्छ (चित्र १b) किनकि अवलोकन गरिएको ग्रेटिंग प्लेन दूरी d (चित्र ३c) HWO नमूनामा सबैभन्दा बलियो XRD शिखरसँग मेल खान्छ। नमूना रिंगहरू चित्रमा पनि देखाइएका छन्। ३d मा, जहाँ प्रत्येक रिङ छुट्टै प्लेनसँग मेल खान्छ। WO3(H2O)0.333 र W32O84 प्लेनहरू क्रमशः सेतो र नीलो रंगका छन्, र तिनीहरूको सम्बन्धित XRD शिखरहरू पनि चित्र १b मा देखाइएको छ। रिङ रेखाचित्रमा देखाइएको पहिलो रिङ (०२२) वा (६२०) विवर्तन समतलको एक्स-रे ढाँचामा पहिलो चिन्हित शिखरसँग मेल खान्छ। (०२२) देखि (४०२) रिङहरू सम्म, d-स्पेसिङ मानहरू ३.३०, ३.१७, २.३८, १.९३, र १.६९ Å छन्, जुन ३.३०, ३.१७, २, ४५, १.९३ र १.६६ Å को XRD मानहरूसँग मेल खान्छ, जुन क्रमशः ४४, ४५ बराबर छ।
(a) HWO को HR-TEM छवि, (b) ले ठूलो छवि देखाउँछ। ग्रेटिंग प्लेनहरूको छविहरू (c) मा देखाइएका छन्, इनसेट (c) ले प्लेनहरूको ठूलो छवि र (002) र (620) प्लेनहरूसँग सम्बन्धित 0.33 nm को पिच d देखाउँछ। (d) WO3(H2O)0.333 (सेतो) र W32O84 (नीलो) सँग सम्बन्धित प्लेनहरू देखाउने HWO रिंग ढाँचा।
टंगस्टनको सतह रसायन विज्ञान र अक्सिडेशन अवस्था निर्धारण गर्न XPS विश्लेषण गरिएको थियो (चित्र S1 र 4)। संश्लेषित HWO को विस्तृत दायरा XPS स्क्यान स्पेक्ट्रम चित्र S1 मा देखाइएको छ, जसले टंगस्टनको उपस्थितिलाई संकेत गर्दछ। W 4f र O 1s कोर स्तरहरूको XPS न्यारो-स्क्यान स्पेक्ट्रा क्रमशः चित्र 4a र b मा देखाइएको छ। W 4f स्पेक्ट्रम W अक्सिडेशन अवस्थाको बाइन्डिङ ऊर्जासँग सम्बन्धित दुई स्पिन-अर्बिट डबल्समा विभाजित हुन्छ। र W 4f7/2 36.6 र 34.9 eV मा क्रमशः 40 को W4+ अवस्थाको विशेषता हो। )0.333। फिट गरिएको डेटाले देखाउँछ कि W6+ र W4+ को परमाणु प्रतिशत क्रमशः 85% र 15% छन्, जुन दुई विधिहरू बीचको भिन्नतालाई विचार गर्दै XRD डेटाबाट अनुमानित मानहरूको नजिक छन्। दुबै विधिहरूले कम शुद्धताका साथ मात्रात्मक जानकारी प्रदान गर्दछ, विशेष गरी XRD। साथै, यी दुई विधिहरूले सामग्रीको विभिन्न भागहरूको विश्लेषण गर्छन् किनभने XRD एक बल्क विधि हो जबकि XPS एक सतह विधि हो जुन केवल केही न्यानोमिटरहरूमा पुग्छ। O 1s स्पेक्ट्रम 533 (22.2%) र 530.4 eV (77.8%) मा दुई शिखरहरूमा विभाजित छ। पहिलो OH सँग मेल खान्छ, र दोस्रो WO मा जालीमा अक्सिजन बन्धनसँग। OH कार्यात्मक समूहहरूको उपस्थिति HWO को हाइड्रेशन गुणहरूसँग मेल खान्छ।
हाइड्रेटेड HWO संरचनामा कार्यात्मक समूहहरू र समन्वयकारी पानी अणुहरूको उपस्थिति जाँच गर्न यी दुई नमूनाहरूमा FTIR विश्लेषण पनि गरिएको थियो। परिणामहरूले HWO को उपस्थितिको कारणले HWO-50% C76 नमूना र FT-IR HWO परिणामहरू समान देखिन्छन् भनेर देखाउँछन्, तर विश्लेषणको तयारीमा प्रयोग गरिएको नमूनाको फरक मात्राको कारणले गर्दा चुचुरोहरूको तीव्रता फरक हुन्छ (चित्र 5a)। ) HWO-50% C76 ले देखाउँछ कि टंगस्टन अक्साइडको चुचुरो बाहेक सबै चुचुरोहरू फुलरीन 24 सँग सम्बन्धित छन्। चित्र 5a मा विस्तृत रूपमा देखाइएको छ कि दुबै नमूनाहरूले HWO जाली संरचनामा OWO स्ट्रेचिङ दोलनहरूको कारणले ~710/cm मा धेरै बलियो फराकिलो ब्यान्ड प्रदर्शन गर्दछ, WO लाई श्रेय दिइएको ~840/cm मा बलियो काँधको साथ। स्ट्रेचिङ कम्पनहरूको लागि, लगभग 1610/cm मा एक तीव्र ब्यान्ड OH को झुकाउने कम्पनहरूको लागि श्रेय दिइएको छ, जबकि लगभग 3400/cm मा एक व्यापक अवशोषण ब्यान्ड हाइड्रोक्सिल समूहहरूमा OH को स्ट्रेचिङ कम्पनहरूको लागि श्रेय दिइएको छ। यी नतिजाहरू चित्र ४b मा रहेको XPS स्पेक्ट्रासँग मिल्दोजुल्दो छन्, जहाँ WO कार्यात्मक समूहहरूले VO2+/VO2+ प्रतिक्रियाको लागि सक्रिय साइटहरू प्रदान गर्न सक्छन्।
HWO र HWO-50% C76 (a) को FTIR विश्लेषण, कार्यात्मक समूहहरू र सम्पर्क कोण मापनहरू (b, c) संकेत गरियो।
OH समूहले VO2+/VO2+ प्रतिक्रियालाई पनि उत्प्रेरित गर्न सक्छ, जबकि इलेक्ट्रोडको हाइड्रोफिलिसिटी बढाउँछ, जसले गर्दा प्रसार र इलेक्ट्रोन स्थानान्तरणको दर बढ्छ। देखाइएझैं, HWO-50% C76 नमूनाले C76 को लागि अतिरिक्त शिखर देखाउँछ। ~2905, 2375, 1705, 1607, र 1445 cm3 मा रहेका शिखरहरूलाई क्रमशः CH, O=C=O, C=O, C=C, र CO स्ट्रेचिङ कम्पनहरूलाई तोक्न सकिन्छ। यो राम्रोसँग थाहा छ कि अक्सिजन कार्यात्मक समूह C=O र CO ले भ्यानेडियमको रेडक्स प्रतिक्रियाहरूको लागि सक्रिय केन्द्रहरूको रूपमा काम गर्न सक्छन्। दुई इलेक्ट्रोडहरूको भिजेकोपन परीक्षण र तुलना गर्न, चित्र 5b, c मा देखाइए अनुसार सम्पर्क कोण मापन लिइयो। HWO इलेक्ट्रोडले तुरुन्तै पानीका थोपाहरू अवशोषित गर्यो, उपलब्ध OH कार्यात्मक समूहहरूको कारणले सुपरहाइड्रोफिलिसिटीलाई संकेत गर्दै। HWO-50% C76 बढी हाइड्रोफोबिक छ, १० सेकेन्ड पछि लगभग १३५° को सम्पर्क कोणको साथ। यद्यपि, इलेक्ट्रोकेमिकल मापनमा, HWO-50%C76 इलेक्ट्रोड एक मिनेट भन्दा कम समयमा पूर्ण रूपमा भिजेको थियो। भिजेकोपन मापन XPS र FTIR परिणामहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ, जसले संकेत गर्दछ कि HWO सतहमा अधिक OH समूहहरूले यसलाई अपेक्षाकृत बढी हाइड्रोफिलिक बनाउँछ।
HWO र HWO-C76 न्यानोकम्पोजिटहरूको VO2+/VO2+ प्रतिक्रियाहरूको परीक्षण गरिएको थियो र यो अपेक्षा गरिएको थियो कि HWO ले मिश्रित एसिडमा VO2+/VO2+ प्रतिक्रियामा क्लोरीन विकासलाई दबाउनेछ, र C76 ले इच्छित VO2+/VO2+ रेडक्स प्रतिक्रियालाई थप उत्प्रेरित गर्नेछ। HWO सस्पेन्सन र CCC मा %, 30%, र 50% C76 इलेक्ट्रोडहरूमा जम्मा गरिएको थियो जसको कुल लोडिङ लगभग 2 mg/cm2 थियो।
चित्र ६ मा देखाइएझैं, इलेक्ट्रोड सतहमा VO2+/VO2+ प्रतिक्रियाको गतिविज्ञानलाई मिश्रित अम्लीय इलेक्ट्रोलाइटमा CV द्वारा जाँच गरिएको थियो। ग्राफमा सिधै विभिन्न उत्प्रेरकहरूको लागि ΔEp र Ipa/Ipc को सजिलो तुलनाको लागि धाराहरूलाई I/Ipa को रूपमा देखाइएको छ। हालको क्षेत्र एकाइ डेटा चित्र २S मा देखाइएको छ। चित्र ६a मा देखाइएको छ कि HWO ले इलेक्ट्रोड सतहमा VO2+/VO2+ रेडक्स प्रतिक्रियाको इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण दरलाई थोरै बढाउँछ र परजीवी क्लोरीन विकासको प्रतिक्रियालाई दबाउँछ। यद्यपि, C76 ले इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण दरलाई उल्लेखनीय रूपमा बढाउँछ र क्लोरीन विकास प्रतिक्रियालाई उत्प्रेरित गर्छ। त्यसकारण, HWO र C76 को सही रूपमा तयार पारिएको कम्पोजिटमा क्लोरीन विकास प्रतिक्रियालाई रोक्नको लागि उत्तम गतिविधि र सबैभन्दा ठूलो क्षमता हुने अपेक्षा गरिएको छ। यो पत्ता लाग्यो कि C76 को सामग्री बढाएपछि, इलेक्ट्रोडहरूको इलेक्ट्रोकेमिकल गतिविधिमा सुधार भयो, जुन ΔEp मा कमी र Ipa/Ipc अनुपात (तालिका S3) मा वृद्धि द्वारा प्रमाणित हुन्छ। यो चित्र 6d (तालिका S3) मा Nyquist प्लटबाट निकालिएको RCT मानहरू द्वारा पनि पुष्टि गरिएको थियो, जुन C76 सामग्री बढ्दै जाँदा घटेको पाइएको थियो। यी नतिजाहरू Li को अध्ययनसँग पनि मेल खान्छ, जसमा मेसोपोरस WO3 मा मेसोपोरस कार्बन थप्दा VO2+/VO2+35 मा सुधारिएको चार्ज ट्रान्सफर गतिविज्ञान देखायो। यसले संकेत गर्दछ कि प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया इलेक्ट्रोड चालकता (C=C बन्ड) 18, 24, 35, 36, 37 मा बढी निर्भर हुन सक्छ। यो [VO(H2O)5]2+ र [VO2(H2O)4]+ बीचको समन्वय ज्यामितिमा परिवर्तनको कारणले पनि हुन सक्छ, C76 ले तन्तु ऊर्जा घटाएर प्रतिक्रिया ओभरभोल्टेज घटाउँछ। यद्यपि, HWO इलेक्ट्रोडहरूसँग यो सम्भव नहुन सक्छ।
(a) ०.१ M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl इलेक्ट्रोलाइटमा फरक HWO:C76 अनुपात भएका UCC र HWO-C76 कम्पोजिटहरूको VO2+/VO2+ प्रतिक्रियाको चक्रीय भोल्टामेट्रिक व्यवहार (ν = 5 mV/s)। (b) र्‍यान्डल्स-सेभचिक र (c) प्रसार दक्षता मूल्याङ्कन गर्न र k0(d) मानहरू प्राप्त गर्न निकोल्सन VO2+/VO2+ विधि।
HWO-50% C76 ले VO2+/VO2+ प्रतिक्रियाको लागि C76 जस्तै लगभग उस्तै इलेक्ट्रोकैटलिटिक गतिविधि प्रदर्शन गरिरहेको मात्र थिएन, तर अझ रोचक कुरा के छ भने, यसले चित्र 6a मा देखाइए अनुसार C76 को तुलनामा क्लोरिन विकासलाई दबायो, र चित्र 6d (तल्लो RCT) मा सानो अर्धवृत्त पनि प्रदर्शन गर्‍यो। C76 ले HWO-50% C76 (तालिका S3) भन्दा उच्च स्पष्ट Ipa/Ipc देखायो, सुधारिएको प्रतिक्रिया उल्टाउने क्षमताको कारणले होइन, तर 1.2 V मा SHE सँग क्लोरिन घटाउने प्रतिक्रियाको शिखर ओभरल्यापको कारणले। HWO को उत्कृष्ट प्रदर्शन - 50% C76 नकारात्मक रूपमा चार्ज गरिएको उच्च प्रवाहकीय C76 र HWO मा उच्च भिजेको क्षमता र W-OH उत्प्रेरक कार्यक्षमता बीचको समन्वयात्मक प्रभावलाई श्रेय दिइएको छ। कम क्लोरिन उत्सर्जनले पूर्ण सेलको चार्जिङ दक्षतामा सुधार गर्नेछ, जबकि सुधारिएको गतिविज्ञानले पूर्ण सेल भोल्टेजको दक्षतामा सुधार गर्नेछ।
समीकरण S1 अनुसार, प्रसारद्वारा नियन्त्रित अर्ध-उल्टाउन सकिने (सापेक्षिक रूपमा ढिलो इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण) प्रतिक्रियाको लागि, शिखर प्रवाह (IP) इलेक्ट्रोनहरूको संख्या (n), इलेक्ट्रोड क्षेत्र (A), प्रसार गुणांक (D), इलेक्ट्रोनहरूको संख्या स्थानान्तरण गुणांक (α) र स्क्यानिङ गति (ν) मा निर्भर गर्दछ। परीक्षण गरिएका सामग्रीहरूको प्रसार-नियन्त्रित व्यवहार अध्ययन गर्न, IP र ν1/2 बीचको सम्बन्ध चित्र 6b मा प्लट गरिएको थियो र प्रस्तुत गरिएको थियो। सबै सामग्रीहरूले रेखीय सम्बन्ध देखाएको हुनाले, प्रतिक्रिया प्रसारद्वारा नियन्त्रित हुन्छ। VO2+/VO2+ प्रतिक्रिया अर्ध-उल्टाउन सकिने भएकोले, रेखाको ढलान प्रसार गुणांक र α (समीकरण S1) को मानमा निर्भर गर्दछ। प्रसार गुणांक स्थिर (≈ ४ × १०–६ सेमी २/सेकेन्ड) भएकोले, रेखाको ढलानमा भएको भिन्नताले α को फरक मानहरूलाई प्रत्यक्ष रूपमा संकेत गर्दछ, र त्यसैले इलेक्ट्रोड सतहमा इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण दर, जुन C76 र HWO -50% C76 को लागि देखाइएको छ। सबैभन्दा ठाडो ढलान (उच्चतम इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण दर)।
तालिका S3 (चित्र 6d) मा देखाइएको कम फ्रिक्वेन्सीहरूको लागि गणना गरिएको वारबर्ग ढलान (W) मा सबै सामग्रीहरूको लागि १ को नजिक मानहरू छन्, जसले रेडक्स प्रजातिहरूको पूर्ण प्रसारलाई संकेत गर्दछ र ν1/2 को तुलनामा IP को रेखीय व्यवहार पुष्टि गर्दछ। CV मापन गरिएको छ। HWO-50% C76 को लागि, वारबर्ग ढलान 1 बाट 1.32 मा विचलित हुन्छ, जसले अभिकर्मक (VO2+) को अर्ध-असीमित प्रसार मात्र होइन, तर इलेक्ट्रोड पोरोसिटीको कारणले प्रसार व्यवहारमा पातलो-तह व्यवहारको सम्भावित योगदानलाई पनि संकेत गर्दछ।
VO2+/VO2+ रेडक्स प्रतिक्रियाको उल्टोपन (इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण दर) को थप विश्लेषण गर्न, मानक दर स्थिरांक k041.42 निर्धारण गर्न निकोल्सन अर्ध-उल्टोपन प्रतिक्रिया विधि पनि प्रयोग गरिएको थियो। यो ν-1/2 को प्रकार्यको रूपमा ΔEp को प्रकार्य हो, आयामविहीन गतिज प्यारामिटर Ψ निर्माण गर्न S2 समीकरण प्रयोग गरेर गरिन्छ। तालिका S4 ले प्रत्येक इलेक्ट्रोड सामग्रीको लागि प्राप्त Ψ मानहरू देखाउँछ। परिणामहरू (चित्र 6c) समीकरण S3 (प्रत्येक पङ्क्तिको छेउमा लेखिएको र तालिका S4 मा प्रस्तुत गरिएको) प्रयोग गरेर प्रत्येक प्लटको ढलानबाट k0 × 104 cm/s प्राप्त गर्न प्लट गरिएको थियो। HWO-50% C76 मा उच्चतम ढलान (चित्र 6c) भएको पाइयो, यसरी k0 को अधिकतम मान 2.47 × 10–4 cm/s छ। यसको अर्थ यो इलेक्ट्रोडले सबैभन्दा छिटो गतिविज्ञान प्राप्त गर्छ, जुन चित्र 6a र d र तालिका S3 मा CV र EIS परिणामहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ। थप रूपमा, k0 को मान RCT मान (तालिका S3) प्रयोग गरेर समीकरण S4 को Nyquist प्लट (चित्र 6d) बाट पनि प्राप्त गरिएको थियो। EIS बाट यी k0 परिणामहरू तालिका S4 मा संक्षेप गरिएका छन् र यो पनि देखाउँछन् कि HWO-50% C76 ले सिनर्जिस्टिक प्रभावको कारणले उच्चतम इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण दर प्रदर्शन गर्दछ। प्रत्येक विधिको फरक उत्पत्तिको कारणले गर्दा k0 मानहरू फरक भए पनि, तिनीहरूले अझै पनि परिमाणको समान क्रम देखाउँछन् र स्थिरता देखाउँछन्।
प्राप्त उत्कृष्ट गतिविज्ञानलाई पूर्ण रूपमा बुझ्नको लागि, इष्टतम इलेक्ट्रोड सामग्रीहरूको तुलना अनकोटेड UCC र TCC इलेक्ट्रोडहरूसँग गर्नु महत्त्वपूर्ण छ। VO2+/VO2+ प्रतिक्रियाको लागि, HWO-C76 ले सबैभन्दा कम ΔEp र राम्रो उल्टोपन मात्र देखाएन, तर TCC को तुलनामा परजीवी क्लोरीन विकास प्रतिक्रियालाई पनि उल्लेखनीय रूपमा दबायो, जुन SHE को सापेक्ष 1.45 V मा वर्तमान द्वारा मापन गरिएको थियो (चित्र 7a)। स्थिरताको सन्दर्भमा, हामीले मान्यौं कि HWO-50% C76 भौतिक रूपमा स्थिर थियो किनभने उत्प्रेरकलाई PVDF बाइन्डरसँग मिसाइएको थियो र त्यसपछि कार्बन कपडा इलेक्ट्रोडहरूमा लागू गरिएको थियो। HWO-50% C76 ले UCC को लागि 50 mV को तुलनामा 150 चक्र पछि 44 mV (क्षय दर 0.29 mV/चक्र) को शिखर परिवर्तन देखायो (चित्र 7b)। यो ठूलो भिन्नता नहुन सक्छ, तर UCC इलेक्ट्रोडहरूको गतिविज्ञान धेरै ढिलो छ र साइकल चलाउँदा घट्छ, विशेष गरी उल्टो प्रतिक्रियाहरूको लागि। यद्यपि TCC को उल्टाउने क्षमता UCC भन्दा धेरै राम्रो छ, TCC मा १५० चक्र पछि ७३ mV को ठूलो शिखर परिवर्तन भएको पाइयो, जुन यसको सतहमा बनेको ठूलो मात्रामा क्लोरीनको कारणले हुन सक्छ। ताकि उत्प्रेरक इलेक्ट्रोड सतहमा राम्रोसँग टाँसियोस्। परीक्षण गरिएका सबै इलेक्ट्रोडहरूबाट देख्न सकिन्छ, समर्थित उत्प्रेरक बिनाका इलेक्ट्रोडहरूले पनि साइकल चलाउने अस्थिरताको फरक डिग्री देखाए, जसले सुझाव दिन्छ कि साइकल चलाउने क्रममा शिखर पृथक्करणमा परिवर्तन उत्प्रेरक पृथक्करणको सट्टा रासायनिक परिवर्तनहरूको कारणले हुने सामग्रीको निष्क्रियताको कारण हो। थप रूपमा, यदि इलेक्ट्रोड सतहबाट उत्प्रेरक कणहरूको ठूलो मात्रा अलग गर्ने हो भने, यसले शिखर पृथक्करणमा उल्लेखनीय वृद्धि (४४ mV मात्र होइन) को परिणाम दिनेछ, किनकि सब्सट्रेट (UCC) VO2+/VO2+ रेडक्स प्रतिक्रियाको लागि अपेक्षाकृत निष्क्रिय छ।
UCC (a) र VO2+/VO2+ रेडक्स प्रतिक्रिया (b) को स्थिरताको तुलनामा सबैभन्दा राम्रो इलेक्ट्रोड सामग्रीको CV को तुलना। ०.१ M VOSO4/१ M H2SO4 + १ M HCl इलेक्ट्रोलाइटमा सबै CV हरूको लागि ν = ५ mV/s।
VRFB प्रविधिको आर्थिक आकर्षण बढाउन, उच्च ऊर्जा दक्षता प्राप्त गर्न भ्यानेडियम रेडक्स प्रतिक्रियाहरूको गतिविज्ञान विस्तार र बुझ्नु आवश्यक छ। HWO-C76 कम्पोजिटहरू तयार पारिएका थिए र VO2+/VO2+ प्रतिक्रियामा तिनीहरूको इलेक्ट्रोकैटलिटिक प्रभावको अध्ययन गरिएको थियो। HWO ले मिश्रित अम्लीय इलेक्ट्रोलाइटहरूमा थोरै गतिविज्ञान वृद्धि देखायो तर क्लोरीन विकासलाई उल्लेखनीय रूपमा दबाइयो। HWO-आधारित इलेक्ट्रोडहरूको गतिविज्ञानलाई थप अनुकूलन गर्न HWO:C76 का विभिन्न अनुपातहरू प्रयोग गरिएको थियो। C76 लाई HWO मा बढाउनाले परिमार्जित इलेक्ट्रोडमा VO2+/VO2+ प्रतिक्रियाको इलेक्ट्रोन स्थानान्तरण गतिविज्ञानमा सुधार हुन्छ, जसमध्ये HWO-50% C76 उत्तम सामग्री हो किनभने यसले चार्ज स्थानान्तरण प्रतिरोध घटाउँछ र C76 र TCC निक्षेपको तुलनामा क्लोरीनलाई थप दबाउँछ। यो C=C sp2 हाइब्रिडाइजेसन, OH र W-OH कार्यात्मक समूहहरू बीचको समन्वयात्मक प्रभावको कारणले हो। HWO-50% C76 को बारम्बार साइकल चलाउँदा गिरावट दर ०.२९ mV/चक्र पाइएको थियो, जबकि UCC र TCC को गिरावट दर क्रमशः ०.३३ mV/चक्र र ०.४९ mV/चक्र छ, जसले गर्दा मिश्रित एसिड इलेक्ट्रोलाइटहरूमा यसलाई धेरै स्थिर बनाइएको छ। प्रस्तुत परिणामहरूले VO2+/VO2+ प्रतिक्रियाको लागि द्रुत गतिविज्ञान र उच्च स्थिरताको साथ उच्च प्रदर्शन इलेक्ट्रोड सामग्रीहरू सफलतापूर्वक पहिचान गरे। यसले आउटपुट भोल्टेज बढाउनेछ, जसले गर्दा VRFB को ऊर्जा दक्षता बढ्नेछ, जसले गर्दा यसको भविष्यको व्यावसायीकरणको लागत घट्नेछ।
हालको अध्ययनमा प्रयोग गरिएका र/वा विश्लेषण गरिएका डेटासेटहरू सम्बन्धित लेखकहरूबाट उचित अनुरोधमा उपलब्ध छन्।
लुडेरर जी. एट अल। विश्वव्यापी कम-कार्बन ऊर्जा परिदृश्यहरूमा हावा र सौर्य ऊर्जाको अनुमान: एक परिचय। ऊर्जा बचत। ६४, ५४२–५५१। https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (२०१७)।
ली, एचजे, पार्क, एस. र किम, एच. भ्यानेडियम/म्यांगनीज रेडक्स फ्लो ब्याट्रीको कार्यसम्पादनमा MnO2 वर्षाको प्रभावको विश्लेषण। ली, एचजे, पार्क, एस. र किम, एच. भ्यानेडियम/म्यांगनीज रेडक्स फ्लो ब्याट्रीको कार्यसम्पादनमा MnO2 वर्षाको प्रभावको विश्लेषण।ली, एचजे, पार्क, एस. र किम, एच. भ्यानेडियम म्याङ्गनीज रेडक्स फ्लो ब्याट्रीको कार्यसम्पादनमा MnO2 निक्षेपणको प्रभावको विश्लेषण। 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। ली, एचजे, पार्क, एस. र किम, एच. एमएनओ२ली, एचजे, पार्क, एस. र किम, एच. भ्यानेडियम म्याङ्गनीज रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूको कार्यसम्पादनमा MnO2 निक्षेपणको प्रभावको विश्लेषण।जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री। समाजवादी पार्टी। १६५(५), A952-A956। https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (२०१८)।
शाह, एए, टाङ्गिराला, आर., सिंह, आर., विल्स, आरजीए र वाल्श, एफसी अल-भ्यानेडियम फ्लो ब्याट्रीको लागि एक गतिशील एकाइ सेल मोडेल। शाह, एए, टाङ्गिराला, आर., सिंह, आर., विल्स, आरजीए र वाल्श, एफसी अल-भ्यानेडियम फ्लो ब्याट्रीको लागि एक गतिशील एकाइ सेल मोडेल।शाह एए, टाङ्गिराला आर, सिंह आर, विल्स आरजी र वाल्श एफके अल-भ्यानेडियम फ्लो ब्याट्रीको प्राथमिक सेलको गतिशील मोडेल। 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। शाह, एए, टाङ्गिराला, आर., सिंह, आर., विल्स, आरजीए र वाल्श, एफसी।शाह एए, टाङ्गिराला आर, सिंह आर, विल्स आरजी र वाल्श एफके मोडेलको अल-भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीको गतिशील सेल।जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री। समाजवादी पार्टी। १५८(६), A६७१। https://doi.org/10.1149/1.3561426 (२०११)।
गान्डोमी, वाईए, आरोन, डीएस, जावोड्जिन्स्की, टीए र मेन्च, एमएम इन सिटू सम्भाव्य वितरण मापन र अल-भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीको लागि मान्य मोडेल। गान्डोमी, वाईए, आरोन, डीएस, जावोड्जिन्स्की, टीए र मेन्च, एमएम इन सिटू सम्भाव्य वितरण मापन र अल-भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीको लागि मान्य मोडेल।गान्डोमी, यु. ए., आरोन, डीएस, जाभोड्जिन्स्की, टीए र मेन्च, एमएम इन-सिटु सम्भाव्यता वितरण मापन र अल-भ्यानेडियम फ्लो ब्याट्री रेडक्स सम्भाव्यताको लागि मान्य मोडेल। Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA & Mench, MM 全钒氧化还原液流电池的原位电位分布测量和验勁林。 Gandomi, YA, Aaron, DS, Zawodzinski, TA र Mench, MM।全vanadium oxidase redox液流液的原位संभावित वितरणको मापन र प्रमाणीकरण मोडेल।गान्डोमी, यु. ए., आरोन, डीएस, जाभोडजिन्स्की, टीए र मेन्च, एमएम मोडेल मापन र अल-भ्यानेडियम फ्लो रेडक्स ब्याट्रीहरूको लागि इन-सिटु सम्भाव्य वितरणको प्रमाणीकरण।जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री। समाजवादी पार्टी। १६३(१), A5188-A5201। https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (२०१६)।
सुशिमा, एस. र सुजुकी, टी. इलेक्ट्रोड आर्किटेक्चरलाई अनुकूलन गर्नको लागि इन्टरडिजिटेड फ्लो फिल्डको साथ भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीको मोडेलिङ र सिमुलेशन। सुशिमा, एस. र सुजुकी, टी. इलेक्ट्रोड आर्किटेक्चरलाई अनुकूलन गर्नको लागि इन्टरडिजिटेड फ्लो फिल्डको साथ भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीको मोडेलिङ र सिमुलेशन।सुशिमा, एस. र सुजुकी, टी. इलेक्ट्रोड आर्किटेक्चरको अप्टिमाइजेसनको लागि काउन्टर-पोलराइज्ड फ्लोको साथ फ्लो-थ्रु भ्यानेडियम रेडक्स ब्याट्रीको मोडेलिङ र सिमुलेशन। Tsushima, S. & Suzuki, T. 具有叉指流场的钒氧化还原液流电池的建模和仿真，用于优化电极। Tsushima, S. & Suzuki, T. 叉指流场的叉指流场的叉指流场的叉指流场的Vanadium Oxide Reduction Liquid Stream Battery को मोडेलिङ र इलेक्ट्रोड संरचनालाई अनुकूलन गर्न सिमुलेशन।सुशिमा, एस. र सुजुकी, टी. इलेक्ट्रोड संरचनाको अनुकूलनको लागि काउन्टर-पिन फ्लो फिल्डहरू सहित भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूको मोडेलिङ र सिमुलेशन।जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री। समाजवादी पार्टी। १६७(२), ०२०५५३। https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (२०२०)।
सन, बी. र स्काइलास-काजाकोस, एम. भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री अनुप्रयोगको लागि ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड सामग्रीको परिमार्जन—I. सन, बी. र स्काइलास-काजाकोस, एम. भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री अनुप्रयोगको लागि ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड सामग्रीको परिमार्जन—I.सन, बी. र स्किलस-काजाकोस, एम. भ्यानेडियम रेडक्स ब्याट्रीहरूको लागि ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड सामग्रीको परिमार्जन - I. Sun, B. & Skyllas-Kazacos, M. 石墨电极材料在钒氧化还原液流电池应用中的改性—I। सन, बी. र स्काइलास-काजाकोस, एम. भ्यानेडियम अक्सिडेशन रिडक्सन लिक्विड ब्याट्री अनुप्रयोगमा इलेक्ट्रोड सामग्रीहरूको परिमार्जन——I.सन, बी. र स्किलस-काजाकोस, एम. भ्यानेडियम रेडक्स ब्याट्रीहरूमा प्रयोगको लागि ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड सामग्रीहरूको परिमार्जन - I.ताप उपचार इलेक्ट्रोकेम। एक्टा ३७(७), १२५३-१२६०। https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (१९९२)।
लिउ, टी., ली, एक्स., झाङ, एच. र चेन, जे. सुधारिएको पावर घनत्वको साथ भ्यानेडियम फ्लो ब्याट्रीहरू (VFBs) तर्फ इलेक्ट्रोड सामग्रीहरूमा प्रगति। लिउ, टी., ली, एक्स., झाङ, एच. र चेन, जे. सुधारिएको पावर घनत्वको साथ भ्यानेडियम फ्लो ब्याट्रीहरू (VFBs) तर्फ इलेक्ट्रोड सामग्रीहरूमा प्रगति।लिउ, टी., ली, एक्स., झाङ, एच. र चेन, जे. इलेक्ट्रोड सामग्रीहरूमा भ्यानेडियम फ्लो ब्याट्रीहरू (VFB) मा सुधारिएको पावर घनत्वको साथ प्रगति। 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। लिउ, टी., ली, एक्स, झांग, एच र चेन, जे।लिउ, टी., ली, एस., झाङ, एच. र चेन, जे. बढेको पावर घनत्वको साथ भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री (VFB) को लागि इलेक्ट्रोड सामग्रीमा प्रगति।जे. इनर्जी केमिस्ट्री। २७(५), १२९२-१३०३। https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (२०१८)।
लिउ, क्यूएच एट अल। अनुकूलित इलेक्ट्रोड कन्फिगरेसन र झिल्ली चयनको साथ उच्च दक्षता भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो सेल। जे। इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री। समाजवादी पार्टी। १५९(८), A१२४६-A१२५२। https://doi.org/10.1149/2.051208jes (२०१२)।
वेई, जी., जिया, सी., लिउ, जे. र यान, सी. भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री अनुप्रयोगको लागि कार्बनले समर्थित कार्बन नानोट्यूब उत्प्रेरक कम्पोजिट इलेक्ट्रोड महसुस गर्‍यो। वेई, जी., जिया, सी., लिउ, जे. र यान, सी. भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री अनुप्रयोगको लागि कार्बनले समर्थित कार्बन नानोट्यूब उत्प्रेरक कम्पोजिट इलेक्ट्रोड महसुस गर्‍यो।वेई, जी., जिया, क्यू., लिउ, जे. र याङ, के. भ्यानेडियम रेडक्स ब्याट्रीमा प्रयोगको लागि कार्बन फेल्ट सब्सट्रेटको साथ कार्बन नानोट्यूबमा आधारित कम्पोजिट इलेक्ट्रोड उत्प्रेरकहरू। Wei, G., Jia, C., Liu, J. & Yan, C. 用于钒氧化还原液流电池应用的碳毡负载碳纳米管催化創。 वेई, जी., जिया, सी., लिउ, जे. र यान, सी. भ्यानेडियम अक्सिडेशन घटाउने तरल प्रवाह ब्याट्री अनुप्रयोगको लागि कार्बन फेल्ट-लोडेड कार्बन नानोट्यूब उत्प्रेरक कम्पोजिट इलेक्ट्रोड।वेई, जी., जिया, क्यू., लिउ, जे. र याङ, के. भ्यानेडियम रेडक्स ब्याट्रीहरूमा प्रयोगको लागि कार्बन फेल्ट सब्सट्रेट सहितको कार्बन नानोट्यूब उत्प्रेरकको कम्पोजिट इलेक्ट्रोड।जे. पावर। २२०, १८५–१९२। https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (२०१२)।
मुन, एस., क्वोन, बीडब्ल्यू, चुङ, वाई. र क्वोन, वाई. एसिडिफाइड सीएनटीमा लेपित बिस्मथ सल्फेटको भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीको कार्यसम्पादनमा प्रभाव। मुन, एस., क्वोन, बीडब्ल्यू, चुङ, वाई. र क्वोन, वाई. एसिडिफाइड सीएनटीमा लेपित बिस्मथ सल्फेटको भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीको कार्यसम्पादनमा प्रभाव।मुन, एस., क्वोन, बीडब्ल्यू, चाङ, वाई. र क्वोन, वाई. फ्लो-थ्रु भ्यानेडियम रेडक्स ब्याट्रीको विशेषताहरूमा अक्सिडाइज्ड सीएनटीहरूमा जम्मा भएको बिस्मथ सल्फेटको प्रभाव। Moon, S., Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. 涂在酸化CNT 上的硫酸铋对钒氧化还原液流电池性能的影响। मुन, एस., क्वोन, बीडब्ल्यू, चुङ, वाई. र क्वोन, वाई. भ्यानेडियम अक्सिडेशन घटाउने तरल प्रवाह ब्याट्री प्रदर्शनमा CNT अक्सिडेशनमा बिस्मथ सल्फेटको प्रभाव।मुन, एस., क्वोन, बीडब्ल्यू, चाङ, वाई. र क्वोन, वाई. फ्लो-थ्रु भ्यानेडियम रेडक्स ब्याट्रीहरूको विशेषताहरूमा अक्सिडाइज्ड सीएनटीहरूमा जम्मा भएको बिस्मथ सल्फेटको प्रभाव।जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री। समाजवादी पार्टी। १६६(१२), A२६०२। https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (२०१९)।
हुआङ आर.-एच. पेन्टेन्ड/भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूको लागि बहुस्तरीय कार्बन नानोट्यूब परिमार्जित सक्रिय इलेक्ट्रोडहरू। जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री। समाजवादी पार्टी। १५९(१०), ए१५७९। https://doi.org/10.1149/2.003210jes (२०१२)।
कान, एस. एट अल. भेनेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूले अर्गानोमेटलिक स्क्याफोल्डहरूबाट व्युत्पन्न नाइट्रोजन-डोप्ड कार्बन न्यानोट्यूबहरूले सजिएका इलेक्ट्रोकैटलिस्टहरू प्रयोग गर्छन्। जे. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री। समाजवादी पार्टी। १६५(७), A१३८८। https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (२०१८)।
खान, पी. एट अल। ग्राफिन अक्साइड न्यानोशीटहरूले भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूमा VO2+/ र V2+/V3+ रेडक्स जोडीहरूको लागि उत्कृष्ट इलेक्ट्रोकेमिकली सक्रिय सामग्रीको रूपमा काम गर्छन्। कार्बन ४९(२), ६९३–७००। https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (२०११)।
गोन्जालेज जेड. एट अल. भ्यानेडियम रेडक्स ब्याट्री अनुप्रयोगहरूको लागि ग्राफिन-परिमार्जित ग्रेफाइट फेल्टको उत्कृष्ट इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन। जे. पावर. ३३८, १५५-१६२। https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.10.069 (२०१७)।
गोन्जालेज, जेड., भिजिरेनु, एस., डिनेस्कु, जी., ब्लान्को, सी. र सान्तामारिया, आर. भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूमा न्यानोस्ट्रक्चर्ड इलेक्ट्रोड सामग्रीको रूपमा कार्बन न्यानोवालहरू पातलो फिल्महरू बनाउँछन्। गोन्जालेज, जेड., भिजिरेनु, एस., डिनेस्कु, जी., ब्लान्को, सी. र सान्तामारिया, आर. भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूमा न्यानोस्ट्रक्चर्ड इलेक्ट्रोड सामग्रीको रूपमा कार्बन न्यानोवालहरू पातलो फिल्महरू बनाउँछन्।गोन्जालेज जेड., भिजिरियानु एस., डिनेस्कु जी., ब्लान्को सी. र सान्तामारिया आर. भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूमा न्यानोस्ट्रक्चर्ड इलेक्ट्रोड सामग्रीको रूपमा कार्बन न्यानोवालहरूको पातलो फिल्महरू।गोन्जालेज जेड., भिजिरियानु एस., डिनेस्कु जी., ब्लान्को एस. र सान्तामारिया आर. भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूमा न्यानोस्ट्रक्चर्ड इलेक्ट्रोड सामग्रीको रूपमा कार्बन न्यानोवाल फिल्महरू। नानो इनर्जी १(६), ८३३–८३९। https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (२०१२)।
ओपर, डीओ, नान्क्या, आर., ली, जे. र जंग, एच. उच्च-प्रदर्शन भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूको लागि त्रि-आयामिक मेसोपोरस ग्राफिन-परिमार्जित कार्बन फेल्ट। ओपर, डीओ, नान्क्या, आर., ली, जे. र जंग, एच. उच्च-प्रदर्शन भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूको लागि त्रि-आयामिक मेसोपोरस ग्राफिन-परिमार्जित कार्बन फेल्ट।ओपर डीओ, नान्क्या आर., ली जे., र युङ एच. उच्च-प्रदर्शन भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूको लागि त्रि-आयामिक ग्राफिन-परिमार्जित मेसोपोरस कार्बन फेल्ट। Opar, DO, Nankya, R., Lee, J. & Jung, H. 用于高性能钒氧化还原液流电池的三维介孔石墨烯改性。 ओपर, डीओ, नान्क्या, आर, ली, जे र जंग, एच।ओपर डीओ, नान्क्या आर., ली जे., र युङ एच. उच्च-प्रदर्शन भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्रीहरूको लागि त्रि-आयामिक ग्राफिन-परिमार्जित मेसोपोरस कार्बन फेल्ट।इलेक्ट्रोकेम। ऐन ३३०, १३५२७६। https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (२०२०)।