Nature.comను సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్‌లో CSS మద్దతు పరిమితంగా ఉంది. ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు అప్‌డేట్ చేయబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాలని (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో కంపాటిబిలిటీ మోడ్‌ను నిలిపివేయాలని) మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము. ఈలోగా, మద్దతు కొనసాగేలా చూసేందుకు, మేము స్టైల్స్ మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా సైట్‌ను రెండర్ చేస్తాము.
ఒకే సమయంలో మూడు స్లయిడ్‌లను చూపించే క్యారౌసెల్. ఒకేసారి మూడు స్లయిడ్‌ల ద్వారా ముందుకు వెళ్లడానికి 'మునుపటి' మరియు 'తదుపరి' బటన్‌లను ఉపయోగించండి, లేదా చివరన ఉన్న స్లైడర్ బటన్‌లను ఉపయోగించి ఒకేసారి మూడు స్లయిడ్‌ల ద్వారా ముందుకు వెళ్లండి.
ఆల్-వనాడియం ఫ్లో-త్రూ రెడాక్స్ బ్యాటరీల (VRFBలు) సాపేక్షంగా అధిక ధర వాటి విస్తృత వినియోగాన్ని పరిమితం చేస్తుంది. VRFB యొక్క నిర్దిష్ట శక్తిని మరియు శక్తి సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి, తద్వారా VRFB యొక్క kWh ధరను తగ్గించడానికి, విద్యుత్ రసాయన చర్యల గతిశాస్త్రాన్ని మెరుగుపరచడం అవసరం. ఈ పనిలో, హైడ్రోథర్మల్‌గా సంశ్లేషణ చేయబడిన హైడ్రేటెడ్ టంగ్‌స్టన్ ఆక్సైడ్ (HWO) నానోపార్టికల్స్, C76 మరియు C76/HWO లను కార్బన్ క్లాత్ ఎలక్ట్రోడ్‌లపై నిక్షేపించి, VO2+/VO2+ రెడాక్స్ చర్యకు ఎలక్ట్రోక్యాటలిస్ట్‌లుగా పరీక్షించారు. ఫీల్డ్ ఎమిషన్ స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (FESEM), ఎనర్జీ డిస్పర్సివ్ ఎక్స్-రే స్పెక్ట్రోస్కోపీ (EDX), హై-రిజల్యూషన్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (HR-TEM), ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ (XRD), ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS), ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఫోరియర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (FTIR) మరియు కాంటాక్ట్ యాంగిల్ కొలతలు. HWOకు C76 ఫుల్లరీన్‌లను జోడించడం వల్ల, విద్యుత్ వాహకతను పెంచడం ద్వారా మరియు దాని ఉపరితలంపై ఆక్సీకరణ చెందిన క్రియాత్మక సమూహాలను అందించడం ద్వారా ఎలక్ట్రోడ్ కైనటిక్స్‌ను మెరుగుపరచవచ్చని, తద్వారా VO2+/VO2+ రెడాక్స్ చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చని కనుగొనబడింది. HWO/C76 మిశ్రమం (50 wt% C76) 176 mV ΔEpతో VO2+/VO2+ చర్యకు ఉత్తమ ఎంపికగా నిరూపించబడింది, అయితే చికిత్స చేయని కార్బన్ క్లాత్ (UCC) 365 mVగా ఉంది. అదనంగా, HWO/C76 మిశ్రమం W-OH క్రియాత్మక సమూహం కారణంగా పరాన్నజీవి క్లోరిన్ ఉద్భవ చర్యపై గణనీయమైన నిరోధక ప్రభావాన్ని చూపింది.
తీవ్రమైన మానవ కార్యకలాపాలు మరియు వేగవంతమైన పారిశ్రామిక విప్లవం విద్యుత్‌కు అడ్డుకోలేని అధిక డిమాండ్‌కు దారితీశాయి, ఇది సంవత్సరానికి సుమారు 3% చొప్పున పెరుగుతోంది¹. దశాబ్దాలుగా, శక్తి వనరుగా శిలాజ ఇంధనాలను విస్తృతంగా ఉపయోగించడం వల్ల గ్రీన్‌హౌస్ వాయు ఉద్గారాలు వెలువడ్డాయి. ఇవి గ్లోబల్ వార్మింగ్, నీరు మరియు వాయు కాలుష్యానికి దోహదపడి, మొత్తం పర్యావరణ వ్యవస్థలకు ముప్పు కలిగిస్తున్నాయి. ఫలితంగా, 2050 నాటికి స్వచ్ఛమైన మరియు పునరుత్పాదక పవన మరియు సౌరశక్తి వాటా మొత్తం విద్యుత్‌లో 75%కి చేరుకుంటుందని అంచనా¹. అయితే, పునరుత్పాదక వనరుల నుండి వచ్చే విద్యుత్ వాటా మొత్తం విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో 20% దాటినప్పుడు, గ్రిడ్ అస్థిరంగా మారుతుంది.
హైబ్రిడ్ వెనేడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ2 వంటి అన్ని శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలలో, ఆల్-వెనేడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ (VRFB) దాని అనేక ప్రయోజనాల కారణంగా అత్యంత వేగంగా అభివృద్ధి చెందింది మరియు దీర్ఘకాలిక శక్తి నిల్వకు (సుమారు 30 సంవత్సరాలు) ఉత్తమ పరిష్కారంగా పరిగణించబడుతుంది. పునరుత్పాదక శక్తి4తో కలిపి ఎంపికలు. దీనికి కారణం పవర్ మరియు ఎనర్జీ డెన్సిటీని వేరు చేయడం, వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన, సుదీర్ఘ సేవా జీవితం, మరియు Li-ion మరియు లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలకు వరుసగా $93-140/kWh మరియు 279-420 US డాలర్ల ప్రతి kWhతో పోలిస్తే $65/kWh సాపేక్షంగా తక్కువ వార్షిక వ్యయం. 4.
అయితే, వాటి సాపేక్షంగా అధిక సిస్టమ్ మూలధన వ్యయాల కారణంగా, ప్రధానంగా సెల్ స్టాక్‌ల వల్ల4,5, వాటి భారీ-స్థాయి వాణిజ్యీకరణ ఇప్పటికీ పరిమితంగా ఉంది. అందువల్ల, రెండు హాఫ్-ఎలిమెంట్ చర్యల గతిశాస్త్రాన్ని పెంచడం ద్వారా స్టాక్ పనితీరును మెరుగుపరచడం వల్ల స్టాక్ పరిమాణాన్ని తగ్గించవచ్చు మరియు తద్వారా వ్యయాన్ని తగ్గించవచ్చు. కాబట్టి, ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలానికి వేగవంతమైన ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ అవసరం, ఇది ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క రూపకల్పన, కూర్పు మరియు నిర్మాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు దీనికి జాగ్రత్తగా ఆప్టిమైజేషన్ అవసరం6. కార్బన్ ఎలక్ట్రోడ్‌లకు మంచి రసాయన మరియు విద్యుత్ రసాయన స్థిరత్వం మరియు మంచి విద్యుత్ వాహకత ఉన్నప్పటికీ, ఆక్సిజన్ ఫంక్షనల్ గ్రూపులు మరియు హైడ్రోఫిలిసిటీ లేకపోవడం వల్ల వాటి చికిత్స చేయని గతిశాస్త్రం మందకొడిగా ఉంటుంది7,8. అందువల్ల, రెండు ఎలక్ట్రోడ్‌ల గతిశాస్త్రాన్ని మెరుగుపరచడానికి, వివిధ ఎలక్ట్రోక్యాటలిస్ట్‌లను, ముఖ్యంగా కార్బన్ నానోస్ట్రక్చర్‌లు మరియు మెటల్ ఆక్సైడ్‌లను, కార్బన్ ఆధారిత ఎలక్ట్రోడ్‌లతో కలుపుతారు, తద్వారా VRFB ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క గతిశాస్త్రాన్ని పెంచుతారు.
C76 పై మా మునుపటి పనికి అదనంగా, ఉష్ణోపచార మరియు ఉష్ణోపచార కార్బన్ క్లాత్‌తో పోలిస్తే, VO2+/VO2+ చార్జ్ బదిలీ కోసం ఈ ఫుల్లరీన్ యొక్క అద్భుతమైన ఎలక్ట్రోక్యాటలిటిక్ క్రియాశీలతను మేము మొదటిసారిగా నివేదించాము. నిరోధకత 99.5% మరియు 97% తగ్గింది. C76 తో పోలిస్తే VO2+/VO2+ చర్య కోసం కార్బన్ పదార్థాల ఉత్ప్రేరక పనితీరు పట్టిక S1 లో చూపబడింది. మరోవైపు, CeO225, ZrO226, MoO327, NiO28, SnO229, Cr2O330 మరియు WO331, 32, 33, 34, 35, 36, 37 వంటి అనేక లోహ ఆక్సైడ్‌లు వాటి పెరిగిన తడిసే గుణం మరియు సమృద్ధిగా ఉన్న ఆక్సిజన్ కార్యాచరణ కారణంగా ఉపయోగించబడ్డాయి. , 38. సమూహం. VO2+/VO2+ చర్యలో ఈ లోహ ఆక్సైడ్‌ల ఉత్ప్రేరక క్రియాశీలత పట్టిక S2 లో ప్రదర్శించబడింది. WO3 దాని తక్కువ ధర, ఆమ్ల మాధ్యమంలో అధిక స్థిరత్వం మరియు అధిక ఉత్ప్రేరక క్రియాశీలత కారణంగా గణనీయమైన సంఖ్యలో పనులలో ఉపయోగించబడింది31,32,33,34,35,36,37,38. అయితే, WO3 కారణంగా కాథోడిక్ కైనటిక్స్‌లో మెరుగుదల అంత ముఖ్యమైనది కాదు. WO3 యొక్క వాహకతను మెరుగుపరచడానికి, కాథోడిక్ క్రియాశీలతపై క్షయీకరించిన టంగ్‌స్టన్ ఆక్సైడ్ (W18O49) వాడకం యొక్క ప్రభావాన్ని పరీక్షించారు38. హైడ్రేటెడ్ టంగ్‌స్టన్ ఆక్సైడ్ (HWO) VRFB అనువర్తనాలలో ఎప్పుడూ పరీక్షించబడలేదు, అయినప్పటికీ ఇది నిర్జల WOxతో పోలిస్తే వేగవంతమైన కాటయాన్ వ్యాప్తి కారణంగా సూపర్‌కెపాసిటర్ అనువర్తనాలలో పెరిగిన క్రియాశీలతను ప్రదర్శిస్తుంది39,40. మూడవ తరం వెనేడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ, బ్యాటరీ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి మరియు ఎలక్ట్రోలైట్‌లో వెనేడియం అయాన్ల ద్రావణీయత మరియు స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి HCl మరియు H2SO4తో కూడిన మిశ్రమ ఆమ్ల ఎలక్ట్రోలైట్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. అయితే, పరాన్నజీవి క్లోరిన్ ఉద్భవ ప్రతిచర్య మూడవ తరం యొక్క ప్రతికూలతలలో ఒకటిగా మారింది, కాబట్టి క్లోరిన్ ఉద్భవ ప్రతిచర్యను నిరోధించే మార్గాల అన్వేషణ అనేక పరిశోధన బృందాల దృష్టిని ఆకర్షించింది.
ఇక్కడ, పరాన్నజీవి క్లోరిన్ ఉద్భవాన్ని (CER) అణచివేస్తూ, కాంపోజిట్‌ల విద్యుత్ వాహకత మరియు ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలం యొక్క రెడాక్స్ గతిశాస్త్రం మధ్య సమతుల్యతను కనుగొనడానికి, కార్బన్ క్లాత్ ఎలక్ట్రోడ్‌లపై నిక్షేపించబడిన HWO/C76 కాంపోజిట్‌లపై VO2+/VO2+ చర్య పరీక్షలు నిర్వహించబడ్డాయి. హైడ్రేటెడ్ టంగ్‌స్టన్ ఆక్సైడ్ (HWO) నానోపార్టికల్స్ ఒక సాధారణ హైడ్రోథర్మల్ పద్ధతి ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. ఆచరణాత్మకత కోసం మూడవ తరం VRFB (G3)ని అనుకరించడానికి మరియు పరాన్నజీవి క్లోరిన్ ఉద్భవ చర్యపై HWO ప్రభావాన్ని పరిశోధించడానికి, మిశ్రమ ఆమ్ల ఎలక్ట్రోలైట్ (H2SO4/HCl)లో ప్రయోగాలు నిర్వహించబడ్డాయి.
ఈ అధ్యయనంలో వెనేడియం(IV) సల్ఫేట్ హైడ్రేట్ (VOSO4, 99.9%, ఆల్ఫా-ఏసర్), సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం (H2SO4), హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం (HCl), డైమిథైల్‌ఫార్మామైడ్ (DMF, సిగ్మా-ఆల్డ్రిచ్), పాలివినైలిడీన్ ఫ్లోరైడ్ (PVDF, సిగ్మా-ఆల్డ్రిచ్), సోడియం టంగ్‌స్టన్ ఆక్సైడ్ డైహైడ్రేట్ (Na2WO4, 99%, సిగ్మా-ఆల్డ్రిచ్) మరియు హైడ్రోఫిలిక్ కార్బన్ క్లాత్ ELAT (ఫ్యూయల్ సెల్ స్టోర్) లను ఉపయోగించారు.
హైడ్రేటెడ్ టంగ్‌స్టన్ ఆక్సైడ్ (HWO)ను హైడ్రోథర్మల్ చర్య 43 ద్వారా తయారు చేశారు, దీనిలో 2 గ్రాముల Na2WO4 లవణాన్ని 12 ml H2Oలో కరిగించి రంగులేని ద్రావణాన్ని పొందారు, తరువాత 12 ml 2 M HClను చుక్కల చుక్కలుగా కలిపి లేత పసుపు రంగు సస్పెన్షన్‌ను పొందారు. ఈ స్లర్రీని టెఫ్లాన్ పూత పూసిన స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ ఆటోక్లేవ్‌లో ఉంచి, హైడ్రోథర్మల్ చర్య కోసం 180° C వద్ద 3 గంటల పాటు ఓవెన్‌లో ఉంచారు. అవశేషాన్ని వడపోత ద్వారా సేకరించి, ఇథనాల్ మరియు నీటితో 3 సార్లు కడిగి, 70°C వద్ద ఓవెన్‌లో సుమారు 3 గంటల పాటు ఆరబెట్టి, ఆపై నీలం-బూడిద రంగు HWO పొడిని పొందడానికి మెత్తగా నూరారు.
పొందిన (ట్రీట్‌మెంట్ చేయని) కార్బన్ క్లాత్ ఎలక్ట్రోడ్‌లను (CCT) ఉన్నవి ఉన్నట్లుగా ఉపయోగించారు లేదా ట్రీట్ చేయబడిన CCలను (TCC) పొందడానికి ట్యూబ్ ఫర్నేస్‌లో 450°C వద్ద గాలిలో 15 ºC/min వేడి చేసే రేటుతో 10 గంటల పాటు హీట్ ట్రీట్ చేశారు. మునుపటి ఆర్టికల్24లో వివరించినట్లుగా. UCC మరియు TCCలను సుమారుగా 1.5 సెం.మీ వెడల్పు మరియు 7 సెం.మీ పొడవు గల ఎలక్ట్రోడ్‌లుగా కత్తిరించారు. C76, HWO, HWO-10% C76, HWO-30% C76 మరియు HWO-50% C76 సస్పెన్షన్‌లను ~1 ml DMFకి 20 mg.% (~2.22 mg) PVDF బైండర్‌ను జోడించి, ఏకరూపతను మెరుగుపరచడానికి 1 గంట పాటు సోనికేట్ చేయడం ద్వారా తయారు చేశారు. 2 mg C76, HWO మరియు HWO-C76 కాంపోజిట్‌లను సుమారుగా 1.5 cm2 ఉన్న UCC యాక్టివ్ ఎలక్ట్రోడ్ ప్రాంతానికి వరుసగా అప్లై చేశారు. అన్ని ఉత్ప్రేరకాలను UCC ఎలక్ట్రోడ్‌లపై లోడ్ చేశారు మరియు TCCని కేవలం పోలిక ప్రయోజనాల కోసం మాత్రమే ఉపయోగించారు, ఎందుకంటే మా మునుపటి పనిలో ఉష్ణ చికిత్స అవసరం లేదని తేలింది24. మరింత ఏకరీతి ప్రభావం కోసం 100 µl సస్పెన్షన్‌ను (లోడ్ 2 mg) బ్రష్‌తో పూయడం ద్వారా ఇంప్రెషన్ సెటిలింగ్ సాధించబడింది. ఆ తర్వాత అన్ని ఎలక్ట్రోడ్‌లను 60° C వద్ద ఓవెన్‌లో రాత్రంతా ఆరబెట్టారు. ఖచ్చితమైన స్టాక్ లోడింగ్‌ను నిర్ధారించడానికి ఎలక్ట్రోడ్‌లను ముందుకు మరియు వెనుకకు కొలుస్తారు. ఒక నిర్దిష్ట జ్యామితీయ వైశాల్యం (~1.5 cm2) కలిగి ఉండటానికి మరియు కేశనాళిక ప్రభావం కారణంగా వెనేడియం ఎలక్ట్రోలైట్ ఎలక్ట్రోడ్‌పైకి రాకుండా నిరోధించడానికి, క్రియాశీల పదార్థంపై పారాఫిన్ యొక్క పలుచని పొరను పూయడం జరిగింది.
HWO ఉపరితల స్వరూపాన్ని పరిశీలించడానికి ఫీల్డ్ ఎమిషన్ స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (FESEM, జీస్ SEM అల్ట్రా 60, 5 kV)ని ఉపయోగించారు. UCC ఎలక్ట్రోడ్‌లపై HWO-50%C76 మూలకాలను మ్యాప్ చేయడానికి Feii8SEM (EDX, జీస్ ఇంక్.)తో కూడిన ఎనర్జీ డిస్పర్సివ్ ఎక్స్-రే స్పెక్ట్రోమీటర్‌ను ఉపయోగించారు. అధిక రిజల్యూషన్ గల HWO కణాలు మరియు డిఫ్రాక్షన్ రింగులను ఇమేజ్ చేయడానికి, 200 kV త్వరణ వోల్టేజ్ వద్ద పనిచేసే హై రిజల్యూషన్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ (HR-TEM, జోయెల్ JEM-2100)ను ఉపయోగించారు. క్రిస్టలోగ్రఫీ టూల్‌బాక్స్ (CrysTBox) సాఫ్ట్‌వేర్, HWO రింగ్ డిఫ్రాక్షన్ ప్యాటర్న్‌ను విశ్లేషించడానికి మరియు ఫలితాలను XRD ప్యాటర్న్‌తో పోల్చడానికి ringGUI ఫంక్షన్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. పనాలిటికల్ ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్టోమీటర్ (మోడల్ 3600)ను ఉపయోగించి, Cu Kα (λ = 1.54060 Å)తో 5° నుండి 70° వరకు 2.4°/నిమిషం స్కాన్ రేటు వద్ద UCC మరియు TCC యొక్క నిర్మాణం మరియు గ్రాఫైటైజేషన్‌ను ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ (XRD) ద్వారా విశ్లేషించారు. XRD, HWO యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణం మరియు దశను చూపించింది. డేటాబేస్45లో అందుబాటులో ఉన్న టంగ్‌స్టన్ ఆక్సైడ్ మ్యాప్‌లతో HWO పీక్‌లను సరిపోల్చడానికి పనాలిటికల్ ఎక్స్'పెర్ట్ హైస్కోర్ సాఫ్ట్‌వేర్‌ను ఉపయోగించారు. HWO ఫలితాలను TEM ఫలితాలతో పోల్చారు. HWO నమూనాల రసాయన కూర్పు మరియు స్థితిని ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS, ఎస్కాల్యాబ్ 250Xi, థర్మోసైంటిఫిక్) ద్వారా నిర్ధారించారు. పీక్ డీకన్వల్యూషన్ మరియు డేటా విశ్లేషణ కోసం CASA-XPS సాఫ్ట్‌వేర్ (v 2.3.15)ను ఉపయోగించారు. HWO మరియు HWO-50%C76 యొక్క ఉపరితల క్రియాత్మక సమూహాలను నిర్ధారించడానికి, ఫోరియర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (FTIR, పెర్కిన్ ఎల్మర్ స్పెక్ట్రోమీటర్, KBr FTIR ఉపయోగించి) ద్వారా కొలతలు తీసుకోబడ్డాయి. ఈ ఫలితాలను XPS ఫలితాలతో పోల్చారు. ఎలక్ట్రోడ్‌ల తడిసే గుణాన్ని వర్గీకరించడానికి కాంటాక్ట్ యాంగిల్ కొలతలను (KRUSS DSA25) కూడా ఉపయోగించారు.
అన్ని ఎలక్ట్రోకెమికల్ కొలతల కోసం, బయోలాజిక్ SP 300 వర్క్‌స్టేషన్‌ను ఉపయోగించారు. VO2+/VO2+ రెడాక్స్ చర్య యొక్క ఎలక్ట్రోడ్ కైనటిక్స్‌ను మరియు చర్య రేటుపై రియాజెంట్ వ్యాప్తి (VOSO4(VO2+)) ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి సైక్లిక్ వోల్టామెట్రీ (CV) మరియు ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఇంపిడెన్స్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (EIS)లను ఉపయోగించారు. ఈ రెండు పద్ధతులలోనూ, 1 M H2SO4 + 1 M HCl (ఆమ్లాల మిశ్రమం)లో 0.1 M VOSO4 (V4+) ఎలక్ట్రోలైట్ గాఢత కలిగిన మూడు-ఎలక్ట్రోడ్ సెల్‌ను ఉపయోగించారు. ఇక్కడ సమర్పించిన ఎలక్ట్రోకెమికల్ డేటా అంతా IR కరెక్ట్ చేయబడింది. రిఫరెన్స్ మరియు కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్‌లుగా వరుసగా శాచురేటెడ్ కాలోమెల్ ఎలక్ట్రోడ్ (SCE) మరియు ప్లాటినం (Pt) కాయిల్‌ను ఉపయోగించారు. CV కొరకు, (0–1) V vs. SCE కోసం VO2+/VO2+ పొటెన్షియల్ విండోకు 5, 20, మరియు 50 mV/s స్కాన్ రేట్లు (ν) వర్తింపజేయబడ్డాయి, ఆపై ప్లాట్ చేయడానికి SHE కొరకు సర్దుబాటు చేయబడింది (VSCE = 0.242 V vs. HSE). ఎలక్ట్రోడ్ క్రియాశీలత నిలుపుదలని అధ్యయనం చేయడానికి, UCC, TCC, UCC-C76, UCC-HWO, మరియు UCC-HWO-50% C76 కొరకు ν 5 mV/s వద్ద పునరావృత చక్రీయ CVలు నిర్వహించబడ్డాయి. EIS కొలతల కొరకు, VO2+/VO2+ రెడాక్స్ చర్య యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి 0.01-105 Hz, మరియు ఓపెన్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ (OCV) వద్ద వోల్టేజ్ పెర్టర్బేషన్ 10 mVగా ఉంది. ఫలితాల స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారించడానికి ప్రతి ప్రయోగం 2-3 సార్లు పునరావృతం చేయబడింది. విజాతీయ రేటు స్థిరాంకాలు (k0) నికల్సన్ పద్ధతి46,47 ద్వారా పొందబడ్డాయి.
హైడ్రోథర్మల్ పద్ధతి ద్వారా హైడ్రేటెడ్ టంగ్‌స్టన్ ఆక్సైడ్ (HVO) విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేయబడింది. పటం 1aలోని SEM చిత్రం ప్రకారం, నిక్షేపించబడిన HWO 25-50 nm పరిధిలో పరిమాణాలు గల నానోకణాల సమూహాలను కలిగి ఉందని తెలుస్తుంది.
HWO యొక్క ఎక్స్-రే వివర్తన నమూనా వరుసగా ~23.5° మరియు ~47.5° వద్ద (001) మరియు (002) శిఖరాలను చూపుతుంది, ఇవి నాన్‌స్టోయికియోమెట్రిక్ WO2.63 (W32O84) (PDF 077–0810, a = 21.4 Å, b = 17.8 Å, c = 3.8 Å, α = β = γ = 90°) యొక్క లక్షణం, ఇది వాటి స్పష్టమైన నీలి రంగుకు అనుగుణంగా ఉంటుంది (Fig. 1b) 48.49. సుమారుగా 20.5°, 27.1°, 28.1°, 30.8°, 35.7°, 36.7° మరియు 52.7° వద్ద ఉన్న ఇతర శిఖరాలు (140), (620), (350), (720), (740), (560°) లకు కేటాయించబడ్డాయి. వరుసగా WO2.63 కు లంబంగా ఉండే (970) వివర్తన తలాలు. సోంగారా మరియు ఇతరులు 43 ఒక తెల్లని ఉత్పత్తిని పొందడానికి ఇదే సంశ్లేషణ పద్ధతిని ఉపయోగించారు, దీనికి WO3(H2O)0.333 ఉనికి కారణమని చెప్పబడింది. అయితే, ఈ పనిలో, విభిన్న పరిస్థితుల కారణంగా, నీలం-బూడిద రంగు ఉత్పత్తి లభించింది, ఇది WO3(H2O)0.333 (PDF 087-1203, a = 7.3 Å, b = 12.5 Å, c = 7.7 Å, α = β = γ = 90°) మరియు టంగ్‌స్టన్ ఆక్సైడ్ యొక్క క్షయీకరణ రూపాన్ని సూచిస్తుంది. X'Pert HighScore సాఫ్ట్‌వేర్‌ను ఉపయోగించి చేసిన సెమీక్వాంటిటేటివ్ విశ్లేషణలో 26% WO3(H2O)0.333:74% W32O84 ఉన్నట్లు తేలింది. W32O84 లో W6+ మరియు W4+ (1.67:1 W6+:W4+) ఉంటాయి కాబట్టి, అంచనా వేయబడిన W6+ మరియు W4+ పరిమాణం వరుసగా సుమారు 72% W6+ మరియు 28% W4+ గా ఉంటుంది. C76 కణాల యొక్క SEM చిత్రాలు, కేంద్రకం స్థాయిలో 1-సెకను XPS స్పెక్ట్రా, TEM చిత్రాలు, FTIR స్పెక్ట్రా మరియు రామన్ స్పెక్ట్రాలను మా మునుపటి వ్యాసంలో సమర్పించాము. కవాడ మరియు ఇతరుల ప్రకారం,⁵⁰,⁵¹ టోలుయీన్‌ను తొలగించిన తర్వాత C76 యొక్క ఎక్స్-రే వివర్తనం FCC యొక్క మోనోక్లినిక్ నిర్మాణాన్ని చూపించింది.
పటం 2a మరియు b లోని SEM చిత్రాలు, UCC ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క కార్బన్ ఫైబర్‌లపైన మరియు వాటి మధ్యన HWO మరియు HWO-50%C76 విజయవంతంగా నిక్షేపించబడ్డాయని చూపిస్తున్నాయి. పటం 2c లోని SEM చిత్రాలపై ఉన్న టంగ్‌స్టన్, కార్బన్ మరియు ఆక్సిజన్ యొక్క EDX మూలక పటాలు పటం 2d-f లో చూపబడ్డాయి. ఇవి, టంగ్‌స్టన్ మరియు కార్బన్ మొత్తం ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలంపై సమానంగా (ఒకే విధమైన పంపిణీని చూపుతూ) మిళితమయ్యాయని మరియు నిక్షేపణ పద్ధతి యొక్క స్వభావం కారణంగా ఈ మిశ్రమం ఏకరీతిగా నిక్షేపించబడలేదని సూచిస్తున్నాయి.
నిక్షేపించబడిన HWO కణాల (a) మరియు HWO-C76 కణాల (b) SEM చిత్రాలు. చిత్రం (c) లోని ప్రాంతాన్ని ఉపయోగించి UCC పై లోడ్ చేయబడిన HWO-C76 పై చేసిన EDX మ్యాపింగ్, నమూనాలో టంగ్‌స్టన్ (d), కార్బన్ (e), మరియు ఆక్సిజన్ (f) ల పంపిణీని చూపిస్తుంది.
అధిక ఆవర్ధన చిత్రణ మరియు స్ఫటిక శాస్త్ర సమాచారం కోసం HR-TEM ఉపయోగించబడింది (పటం 3). పటం 3aలో చూపినట్లుగా మరియు పటం 3bలో మరింత స్పష్టంగా చూపినట్లుగా, HWO నానోక్యూబ్ రూపాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది. ఎంచుకున్న ప్రాంతాల వివర్తనం కోసం నానోక్యూబ్‌ను పెద్దదిగా చేసి చూపినప్పుడు, పటం 3cలో చూపినట్లుగా, బ్రాగ్ నియమాన్ని పాటించే గ్రేటింగ్ నిర్మాణం మరియు వివర్తన తలాలను దృశ్యమానం చేయవచ్చు, ఇది పదార్థం యొక్క స్ఫటికత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. పటం 3c యొక్క ఇన్సెట్‌లో, వరుసగా WO3(H2O)0.333 మరియు W32O84 దశలలో కనిపించే (022) మరియు (620) వివర్తన తలాలకు అనుగుణంగా ఉండే దూరం d 3.3 Å చూపబడింది43,44,49. ఇది పైన వివరించిన XRD విశ్లేషణకు (పటం 1b) అనుగుణంగా ఉంది, ఎందుకంటే గమనించిన గ్రేటింగ్ తలం దూరం d (పటం 3c) HWO నమూనాలోని అత్యంత బలమైన XRD శిఖరానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. నమూనా వలయాలు కూడా పటంలో చూపబడ్డాయి. 3డి, ఇక్కడ ప్రతి వలయం ఒక ప్రత్యేక తలానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. WO3(H2O)0.333 మరియు W32O84 తలాలు వరుసగా తెలుపు మరియు నీలం రంగులలో ఉన్నాయి, మరియు వాటికి సంబంధించిన XRD శిఖరాలు కూడా పటం 1బిలో చూపబడ్డాయి. వలయ రేఖాచిత్రంలో చూపబడిన మొదటి వలయం, (022) లేదా (620) వివర్తన తలం యొక్క ఎక్స్-రే నమూనాలో గుర్తించబడిన మొదటి శిఖరానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. (022) నుండి (402) వలయాల వరకు, d-స్పేసింగ్ విలువలు 3.30, 3.17, 2.38, 1.93, మరియు 1.69 Å, ఇవి వరుసగా 3.30, 3.17, 2.45, 1.93, మరియు 1.66 Å (ఇది 44, 45 లకు సమానం) యొక్క XRD విలువలతో స్థిరంగా ఉన్నాయి.
(ఎ) HWO యొక్క HR-TEM చిత్రం, (బి) విస్తరించిన చిత్రాన్ని చూపుతుంది. గ్రేటింగ్ ప్లేన్‌ల చిత్రాలు (సి)లో చూపబడ్డాయి, ఇన్సెట్ (సి) ప్లేన్‌ల యొక్క విస్తరించిన చిత్రాన్ని మరియు (002) మరియు (620) ప్లేన్‌లకు అనుగుణంగా ఉండే 0.33 nm పిచ్ dని చూపుతుంది. (డి) WO3(H2O)0.333 (తెలుపు) మరియు W32O84 (నీలం)తో సంబంధం ఉన్న ప్లేన్‌లను చూపిస్తున్న HWO రింగ్ నమూనా.
టంగ్‌స్టన్ యొక్క ఉపరితల రసాయన శాస్త్రం మరియు ఆక్సీకరణ స్థితిని నిర్ధారించడానికి XPS విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది (మూర్తులు S1 మరియు 4). సంశ్లేషణ చేయబడిన HWO యొక్క విస్తృత శ్రేణి XPS స్కాన్ స్పెక్ట్రం మూర్తి S1లో చూపబడింది, ఇది టంగ్‌స్టన్ ఉనికిని సూచిస్తుంది. W 4f మరియు O 1s కోర్ స్థాయిల యొక్క XPS సంకుచిత-స్కాన్ స్పెక్ట్రాలు వరుసగా మూర్తులు 4a మరియు bలో చూపబడ్డాయి. W 4f స్పెక్ట్రం W ఆక్సీకరణ స్థితి యొక్క బంధన శక్తులకు అనుగుణంగా రెండు స్పిన్-ఆర్బిట్ డబులెట్‌లుగా విడిపోతుంది. మరియు 36.6 మరియు 34.9 eV వద్ద ఉన్న W 4f7/2 వరుసగా 40 యొక్క W4+ స్థితికి లక్షణం. )0.333. అమర్చిన డేటా ప్రకారం W6+ మరియు W4+ యొక్క పరమాణు శాతాలు వరుసగా 85% మరియు 15% అని తెలుస్తుంది, ఈ రెండు పద్ధతుల మధ్య వ్యత్యాసాలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, ఇవి XRD డేటా నుండి అంచనా వేయబడిన విలువలకు దగ్గరగా ఉన్నాయి. రెండు పద్ధతులు, ముఖ్యంగా XRD, తక్కువ ఖచ్చితత్వంతో పరిమాణాత్మక సమాచారాన్ని అందిస్తాయి. అంతేకాకుండా, ఈ రెండు పద్ధతులు పదార్థంలోని వేర్వేరు భాగాలను విశ్లేషిస్తాయి, ఎందుకంటే XRD ఒక బల్క్ పద్ధతి కాగా, XPS అనేది కేవలం కొన్ని నానోమీటర్ల వరకు మాత్రమే చేరే ఒక సర్ఫేస్ పద్ధతి. O 1s స్పెక్ట్రమ్ 533 (22.2%) మరియు 530.4 eV (77.8%) వద్ద రెండు శిఖరాలుగా విభజించబడింది. మొదటిది OH కు, మరియు రెండవది WO లోని లాటిస్‌లో ఉన్న ఆక్సిజన్ బంధాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. OH ఫంక్షనల్ గ్రూపుల ఉనికి HWO యొక్క హైడ్రేషన్ లక్షణాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.
హైడ్రేటెడ్ HWO నిర్మాణంలో క్రియాత్మక సమూహాలు మరియు సమన్వయ నీటి అణువుల ఉనికిని పరిశీలించడానికి ఈ రెండు నమూనాలపై FTIR విశ్లేషణ కూడా నిర్వహించబడింది. ఫలితాలు చూపిస్తున్నదేమిటంటే, HWO ఉనికి కారణంగా HWO-50% C76 నమూనా మరియు FT-IR HWO ఫలితాలు ఒకేలా కనిపిస్తాయి, కానీ విశ్లేషణ తయారీలో ఉపయోగించిన నమూనా పరిమాణంలో తేడా కారణంగా శిఖరాల తీవ్రత భిన్నంగా ఉంటుంది (పటం 5a). HWO-50% C76లో టంగ్‌స్టన్ ఆక్సైడ్ శిఖరం మినహా అన్ని శిఖరాలు ఫుల్లరీన్ 24కు సంబంధించినవి. పటం 5aలో వివరంగా చూపినట్లుగా, రెండు నమూనాలు HWO లాటిస్ నిర్మాణంలో OWO స్ట్రెచింగ్ డోలనాలకు ఆపాదించబడిన ~710/cm వద్ద చాలా బలమైన బ్రాడ్ బ్యాండ్‌ను, మరియు WOకు ఆపాదించబడిన ~840/cm వద్ద బలమైన షోల్డర్‌ను ప్రదర్శిస్తాయి. సాగే కంపనాల విషయానికొస్తే, సుమారు 1610/cm వద్ద ఉన్న పదునైన పట్టీ OH యొక్క వంగే కంపనాలకు కారణమని చెప్పవచ్చు, అయితే సుమారు 3400/cm వద్ద ఉన్న విస్తృత శోషణ పట్టీ హైడ్రాక్సిల్ సమూహాలలో OH యొక్క సాగే కంపనాలకు కారణమని చెప్పవచ్చు43. ఈ ఫలితాలు చిత్రాలు 4bలోని XPS స్పెక్ట్రాతో స్థిరంగా ఉన్నాయి, ఇక్కడ WO క్రియాత్మక సమూహాలు VO2+/VO2+ చర్యకు క్రియాశీల ప్రదేశాలను అందించగలవు.
HWO మరియు HWO-50% C76 (a) యొక్క FTIR విశ్లేషణ, సూచించిన క్రియాత్మక సమూహాలు మరియు సంపర్క కోణ కొలతలు (b, c).
OH సమూహం VO2+/VO2+ చర్యను ఉత్ప్రేరకపరచగలదు, అదే సమయంలో ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క జలాకర్షణను పెంచుతుంది, తద్వారా వ్యాపన మరియు ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ రేటును ప్రోత్సహిస్తుంది. చూపిన విధంగా, HWO-50% C76 నమూనా C76 కోసం ఒక అదనపు శిఖరాన్ని చూపిస్తుంది. ~2905, 2375, 1705, 1607, మరియు 1445 cm3 వద్ద ఉన్న శిఖరాలను వరుసగా CH, O=C=O, C=O, C=C, మరియు CO స్ట్రెచింగ్ వైబ్రేషన్లకు కేటాయించవచ్చు. ఆక్సిజన్ ఫంక్షనల్ గ్రూపులైన C=O మరియు CO, వెనేడియం యొక్క రెడాక్స్ చర్యలకు క్రియాశీల కేంద్రాలుగా పనిచేస్తాయని అందరికీ తెలిసిన విషయమే. రెండు ఎలక్ట్రోడ్‌ల తడిసే గుణాన్ని పరీక్షించడానికి మరియు పోల్చడానికి, Fig. 5b,c లో చూపిన విధంగా కాంటాక్ట్ యాంగిల్ కొలతలు తీసుకోబడ్డాయి. HWO ఎలక్ట్రోడ్ వెంటనే నీటి బిందువులను శోషించుకుంది, ఇది అందుబాటులో ఉన్న OH ఫంక్షనల్ గ్రూపుల కారణంగా సూపర్‌హైడ్రోఫిలిసిటీని సూచిస్తుంది. HWO-50% C76 మరింత జలవికర్షణ స్వభావాన్ని కలిగి ఉంది, 10 సెకన్ల తర్వాత దీని స్పర్శ కోణం సుమారు 135° ఉంటుంది. అయితే, విద్యుత్ రసాయన కొలతలలో, HWO-50%C76 ఎలక్ట్రోడ్ ఒక నిమిషం కన్నా తక్కువ సమయంలోనే పూర్తిగా తడిసిపోయింది. ఈ తడిసే గుణం కొలతలు XPS మరియు FTIR ఫలితాలతో సరిపోలుతున్నాయి, ఇది HWO ఉపరితలంపై ఎక్కువ OH సమూహాలు ఉండటం వలన అది సాపేక్షంగా మరింత జలాకర్షణ స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటుందని సూచిస్తుంది.
HWO మరియు HWO-C76 నానోకాంపోజిట్‌ల యొక్క VO2+/VO2+ చర్యలను పరీక్షించగా, మిశ్రమ ఆమ్లంలో జరిగే VO2+/VO2+ చర్యలో HWO క్లోరిన్ ఉత్పత్తిని అణిచివేస్తుందని, మరియు C76 ఆశించిన VO2+/VO2+ రెడాక్స్ చర్యను మరింత ఉత్ప్రేరకపరుస్తుందని అంచనా వేయబడింది. HWO సస్పెన్షన్‌లలో %, 30%, మరియు 50% C76 ను మరియు ఎలక్ట్రోడ్‌లపై సుమారు 2 mg/cm2 మొత్తం లోడింగ్‌తో నిక్షేపించిన CCC ను ఉపయోగించారు.
పటం 6లో చూపిన విధంగా, మిశ్రమ ఆమ్ల ఎలక్ట్రోలైట్‌లో CV ద్వారా ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలంపై VO2+/VO2+ చర్య యొక్క గతిశాస్త్రాన్ని పరిశీలించారు. వివిధ ఉత్ప్రేరకాల కోసం ΔEp మరియు Ipa/Ipc లను సులభంగా పోల్చడానికి, కరెంట్‌లను నేరుగా గ్రాఫ్‌పై I/Ipa గా చూపించారు. కరెంట్ ఏరియా యూనిట్ డేటాను పటం 2Sలో చూపించారు. పటం 6a ప్రకారం, HWO ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలంపై VO2+/VO2+ రెడాక్స్ చర్య యొక్క ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ రేటును కొద్దిగా పెంచుతుంది మరియు పరాన్నజీవి క్లోరిన్ ఉద్భవ చర్యను అణిచివేస్తుంది. అయితే, C76 ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ రేటును గణనీయంగా పెంచుతుంది మరియు క్లోరిన్ ఉద్భవ చర్యను ఉత్ప్రేరకపరుస్తుంది. అందువల్ల, HWO మరియు C76 లతో సరిగ్గా రూపొందించిన మిశ్రమం ఉత్తమ క్రియాశీలతను మరియు క్లోరిన్ ఉద్భవ చర్యను నిరోధించే గొప్ప సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుందని భావిస్తున్నారు. C76 పరిమాణాన్ని పెంచిన తర్వాత, ఎలక్ట్రోడ్‌ల విద్యుత్ రసాయన క్రియాశీలత మెరుగుపడిందని కనుగొనబడింది, దీనికి ΔEpలో తగ్గుదల మరియు Ipa/Ipc నిష్పత్తిలో పెరుగుదల సాక్ష్యంగా ఉన్నాయి (పట్టిక S3). ఇది Fig. 6d (Table S3) లోని నైక్విస్ట్ ప్లాట్ నుండి సంగ్రహించబడిన RCT విలువల ద్వారా కూడా నిర్ధారించబడింది, ఇవి C76 కంటెంట్ పెరిగేకొద్దీ తగ్గుతున్నట్లు కనుగొనబడింది. ఈ ఫలితాలు లీ అధ్యయనంతో కూడా స్థిరంగా ఉన్నాయి, దీనిలో మెసోపోరస్ WO3 కు మెసోపోరస్ కార్బన్‌ను జోడించడం VO2+/VO2+35 పై మెరుగైన ఛార్జ్ బదిలీ గతిశాస్త్రాన్ని చూపించింది. ఇది ప్రత్యక్ష ప్రతిచర్య ఎలక్ట్రోడ్ వాహకత (C=C బంధం) 18, 24, 35, 36, 37 పై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉండవచ్చని సూచిస్తుంది. ఇది [VO(H2O)5]2+ మరియు [VO2(H2O)4]+ మధ్య సమన్వయ జ్యామితిలో మార్పు కారణంగా కూడా కావచ్చు, C76 కణజాల శక్తిని తగ్గించడం ద్వారా ప్రతిచర్య ఓవర్‌వోల్టేజ్‌ను తగ్గిస్తుంది. అయితే, ఇది HWO ఎలక్ట్రోడ్‌లతో సాధ్యం కాకపోవచ్చు.
(a) 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl ఎలక్ట్రోలైట్‌లో విభిన్న HWO:C76 నిష్పత్తులతో కూడిన UCC మరియు HWO-C76 మిశ్రమాల యొక్క VO2+/VO2+ చర్య యొక్క సైక్లిక్ వోల్టామెట్రిక్ ప్రవర్తన (ν = 5 mV/s). (b) వ్యాపన సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి మరియు k0(d) విలువలను పొందడానికి రాండ్లెస్-సెవ్‌చిక్ మరియు (c) నికల్సన్ VO2+/VO2+ పద్ధతి.
VO2+/VO2+ చర్యకు సంబంధించి HWO-50% C76, C76 వలె దాదాపు అదే ఎలక్ట్రోక్యాటలిటిక్ క్రియాశీలతను ప్రదర్శించడమే కాకుండా, మరింత ఆసక్తికరంగా, ఇది C76 తో పోలిస్తే అదనంగా క్లోరిన్ ఉద్గారాన్ని అణచివేసింది (పటం 6aలో చూపిన విధంగా), మరియు పటం 6dలో చిన్న అర్ధ వృత్తాన్ని (తక్కువ RCT) కూడా ప్రదర్శిస్తుంది. C76, HWO-50% C76 కంటే అధిక స్పష్టమైన Ipa/Ipcని చూపించింది (పట్టిక S3). ఇది మెరుగైన చర్య తిరోగమనం వల్ల కాదు, కానీ 1.2 V వద్ద SHEతో క్లోరిన్ క్షయకరణ చర్య యొక్క శిఖరాలు అతివ్యాప్తి చెందడం వల్ల. HWO-50% C76 యొక్క ఉత్తమ పనితీరుకు కారణం, రుణాత్మకంగా ఆవేశం పొందిన అధిక వాహకత గల C76 మరియు HWO యొక్క అధిక తడిచే గుణం మరియు W-OH ఉత్ప్రేరక క్రియాశీలత మధ్య ఉన్న సినర్జిస్టిక్ ప్రభావం. తక్కువ క్లోరిన్ ఉద్గారం ఫుల్ సెల్ యొక్క ఛార్జింగ్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది, అదే సమయంలో మెరుగైన కైనటిక్స్ ఫుల్ సెల్ వోల్టేజ్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి.
సమీకరణం S1 ప్రకారం, వ్యాపనం ద్వారా నియంత్రించబడే పాక్షిక-ప్రతివర్తన (సాపేక్షంగా నెమ్మదైన ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ) చర్యకు, శిఖర ప్రవాహం (IP) ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య (n), ఎలక్ట్రోడ్ వైశాల్యం (A), వ్యాపన గుణకం (D), ఎలక్ట్రాన్ల బదిలీ గుణకం (α) మరియు స్కానింగ్ వేగం (ν) లపై ఆధారపడి ఉంటుంది. పరీక్షించిన పదార్థాల వ్యాపన-నియంత్రిత ప్రవర్తనను అధ్యయనం చేయడానికి, IP మరియు ν1/2 మధ్య సంబంధాన్ని ప్లాట్ చేసి, దానిని పటం 6bలో ప్రదర్శించారు. అన్ని పదార్థాలు సరళ సంబంధాన్ని చూపిస్తున్నందున, ఈ చర్య వ్యాపనం ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది. VO2+/VO2+ చర్య పాక్షిక-ప్రతివర్తనమైనది కాబట్టి, రేఖ యొక్క వాలు వ్యాపన గుణకం మరియు α విలువపై ఆధారపడి ఉంటుంది (సమీకరణం S1). వ్యాపన గుణకం స్థిరంగా (≈ 4 × 10–6 cm2/s)52 ఉన్నందున, రేఖ వాలులోని వ్యత్యాసం నేరుగా α యొక్క విభిన్న విలువలను, మరియు తద్వారా ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలంపై ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ రేటును సూచిస్తుంది, ఇది C76 మరియు HWO -50% C76 లకు చూపబడింది. అత్యంత నిటారు వాలు (అత్యధిక ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ రేటు).
పట్టిక S3 (Fig. 6d)లో చూపిన తక్కువ పౌనఃపున్యాల కోసం లెక్కించిన వార్‌బర్గ్ వాలులు (W) అన్ని పదార్థాలకు 1కి దగ్గరగా ఉంటాయి, ఇది రెడాక్స్ జాతుల సంపూర్ణ వ్యాప్తిని సూచిస్తుంది మరియు ν1/2తో పోలిస్తే IP యొక్క సరళ ప్రవర్తనను నిర్ధారిస్తుంది. CV కొలవబడింది. HWO-50% C76 కోసం, వార్‌బర్గ్ వాలు 1 నుండి 1.32 వరకు విచలనం చెందుతుంది, ఇది కారకం (VO2+) యొక్క అర్ధ-అనంత వ్యాప్తిని మాత్రమే కాకుండా, ఎలక్ట్రోడ్ సచ్ఛిద్రత కారణంగా వ్యాప్తి ప్రవర్తనకు పలుచని-పొర ప్రవర్తన యొక్క సాధ్యమైన సహకారాన్ని కూడా సూచిస్తుంది.
VO2+/VO2+ రెడాక్స్ చర్య యొక్క తిరోగమనాన్ని (ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ రేటు) మరింతగా విశ్లేషించడానికి, ప్రామాణిక రేటు స్థిరాంకం k041.42ను నిర్ధారించడానికి నికోల్సన్ క్వాసీ-రివర్సిబుల్ చర్య పద్ధతిని కూడా ఉపయోగించారు. ν-1/2 యొక్క ప్రమేయంగా, ΔEp యొక్క ప్రమేయమైన డైమెన్షన్‌లెస్ కైనెటిక్ పారామీటర్ Ψను నిర్మించడానికి S2 సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి ఇది చేయబడింది. పట్టిక S4 ప్రతి ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థానికి పొందిన Ψ విలువలను చూపుతుంది. సమీకరణం S3 (ప్రతి అడ్డువరుస పక్కన వ్రాయబడింది మరియు పట్టిక S4లో ప్రదర్శించబడింది) ఉపయోగించి ప్రతి ప్లాట్ యొక్క వాలు నుండి k0 × 104 cm/sను పొందడానికి ఫలితాలను (పటం 6c) ప్లాట్ చేశారు. HWO-50% C76 అత్యధిక వాలును కలిగి ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది (పటం 6c), అందువల్ల k0 యొక్క గరిష్ట విలువ 2.47 × 10–4 cm/s. దీని అర్థం ఏమిటంటే, ఈ ఎలక్ట్రోడ్ అత్యంత వేగవంతమైన కైనటిక్స్‌ను సాధిస్తుంది, ఇది Fig. 6a మరియు d మరియు Table S3 లోని CV మరియు EIS ఫలితాలతో స్థిరంగా ఉంటుంది. అదనంగా, RCT విలువను (Table S3) ఉపయోగించి సమీకరణం S4 యొక్క నైక్విస్ట్ ప్లాట్ (Fig. 6d) నుండి కూడా k0 విలువను పొందడం జరిగింది. EIS నుండి వచ్చిన ఈ k0 ఫలితాలు Table S4 లో సంగ్రహించబడ్డాయి మరియు సినర్జిస్టిక్ ప్రభావం కారణంగా HWO-50% C76 అత్యధిక ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ రేటును ప్రదర్శిస్తుందని కూడా చూపిస్తున్నాయి. ప్రతి పద్ధతి యొక్క విభిన్న మూలాల కారణంగా k0 విలువలు భిన్నంగా ఉన్నప్పటికీ, అవి ఇప్పటికీ ఒకే పరిమాణ క్రమాన్ని మరియు స్థిరత్వాన్ని చూపుతాయి.
పొందిన అద్భుతమైన కైనటిక్స్‌ను పూర్తిగా అర్థం చేసుకోవడానికి, ఆప్టిమల్ ఎలక్ట్రోడ్ మెటీరియల్స్‌ను అన్‌కోటెడ్ UCC మరియు TCC ఎలక్ట్రోడ్‌లతో పోల్చడం ముఖ్యం. VO2+/VO2+ చర్య కోసం, HWO-C76 అత్యల్ప ΔEp మరియు మెరుగైన రివర్సిబిలిటీని చూపించడమే కాకుండా, SHE కు సంబంధించి 1.45 V వద్ద కరెంట్ ద్వారా కొలిచినప్పుడు (Fig. 7a), TCC తో పోలిస్తే పారాసైటిక్ క్లోరిన్ ఎవల్యూషన్ చర్యను కూడా గణనీయంగా అణచివేసింది. స్థిరత్వం పరంగా, ఉత్ప్రేరకాన్ని PVDF బైండర్‌తో కలిపి, ఆపై కార్బన్ క్లాత్ ఎలక్ట్రోడ్‌లకు అప్లై చేసినందున, HWO-50% C76 భౌతికంగా స్థిరంగా ఉందని మేము భావించాము. UCC యొక్క 50 mV తో పోలిస్తే, 150 సైకిళ్ల తర్వాత HWO-50% C76 44 mV పీక్ షిఫ్ట్‌ను (క్షీణత రేటు 0.29 mV/సైకిల్) చూపించింది (Figure 7b). ఇది పెద్ద తేడా కాకపోవచ్చు, కానీ UCC ఎలక్ట్రోడ్‌ల కైనటిక్స్ చాలా నెమ్మదిగా ఉంటుంది మరియు సైక్లింగ్‌తో క్షీణిస్తుంది, ముఖ్యంగా రివర్స్ చర్యల విషయంలో. UCCతో పోలిస్తే TCC యొక్క పునరుత్క్రమణశీలత చాలా మెరుగ్గా ఉన్నప్పటికీ, 150 సైకిళ్ల తర్వాత TCCలో 73 mVల పెద్ద పీక్ షిఫ్ట్ కనిపించింది. దీనికి కారణం, ఉత్ప్రేరకం ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలానికి బాగా అంటుకునేలా దాని ఉపరితలంపై అధిక మొత్తంలో క్లోరిన్ ఏర్పడటమే కావచ్చు. పరీక్షించిన అన్ని ఎలక్ట్రోడ్‌లను పరిశీలిస్తే, సపోర్టెడ్ ఉత్ప్రేరకాలు లేని ఎలక్ట్రోడ్‌లు కూడా వివిధ స్థాయిలలో సైక్లింగ్ అస్థిరతను చూపించాయి. సైక్లింగ్ సమయంలో పీక్ సెపరేషన్‌లో మార్పు అనేది ఉత్ప్రేరకం వేరుపడటం వల్ల కాకుండా, రసాయన మార్పుల వలన పదార్థం నిష్క్రియం కావడం వల్లే అని ఇది సూచిస్తుంది. అంతేకాకుండా, ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలం నుండి అధిక మొత్తంలో ఉత్ప్రేరక కణాలు వేరుపడితే, ఇది పీక్ సెపరేషన్‌లో గణనీయమైన పెరుగుదలకు (కేవలం 44 mV మాత్రమే కాదు) దారితీస్తుంది, ఎందుకంటే సబ్‌స్ట్రేట్ (UCC) VO2+/VO2+ రెడాక్స్ చర్యకు సాపేక్షంగా నిష్క్రియంగా ఉంటుంది.
UCC (a) తో పోల్చినప్పుడు ఉత్తమ ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థం యొక్క CV మరియు VO2+/VO2+ రెడాక్స్ చర్య యొక్క స్థిరత్వం (b) యొక్క పోలిక. 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl ఎలక్ట్రోలైట్‌లో అన్ని CV లకు ν = 5 mV/s.
VRFB సాంకేతికత యొక్క ఆర్థిక ఆకర్షణను పెంచడానికి, అధిక శక్తి సామర్థ్యాన్ని సాధించడం కోసం వెనేడియం రెడాక్స్ చర్యల గతిశాస్త్రాన్ని విస్తరించడం మరియు అర్థం చేసుకోవడం అత్యవసరం. HWO-C76 మిశ్రమాలను తయారుచేసి, VO2+/VO2+ చర్యపై వాటి ఎలక్ట్రోకెటలైటిక్ ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేశారు. HWO మిశ్రమ ఆమ్ల ఎలక్ట్రోలైట్లలో స్వల్ప గతిశాస్త్ర వృద్ధిని చూపినప్పటికీ, క్లోరిన్ ఉద్భవాన్ని గణనీయంగా అణచివేసింది. HWO-ఆధారిత ఎలక్ట్రోడ్‌ల గతిశాస్త్రాన్ని మరింత ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి HWO:C76 యొక్క వివిధ నిష్పత్తులను ఉపయోగించారు. సవరించిన ఎలక్ట్రోడ్‌పై VO2+/VO2+ చర్య యొక్క ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ గతిశాస్త్రాన్ని మెరుగుపరచడానికి HWO కు C76 ను పెంచాలి. వీటిలో HWO-50% C76 ఉత్తమమైన పదార్థం, ఎందుకంటే ఇది C76 మరియు TCC డిపాజిట్‌తో పోలిస్తే ఛార్జ్ బదిలీ నిరోధకతను తగ్గించి, క్లోరిన్‌ను మరింత అణచివేస్తుంది. ఇది C=C sp2 హైబ్రిడైజేషన్, OH మరియు W-OH ఫంక్షనల్ గ్రూపుల మధ్య ఉన్న సినర్జిస్టిక్ ప్రభావం వల్ల జరుగుతుంది. HWO-50% C76 ను పదేపదే సైక్లింగ్ చేసిన తర్వాత దాని క్షీణత రేటు 0.29 mV/cycle గా కనుగొనబడింది, అయితే UCC మరియు TCC ల క్షీణత రేటు వరుసగా 0.33 mV/cycle మరియు 0.49 mV/cycle గా ఉంది, ఇది మిశ్రమ ఆమ్ల ఎలక్ట్రోలైట్లలో దీనిని చాలా స్థిరంగా చేస్తుంది. వేగవంతమైన కైనటిక్స్ మరియు అధిక స్థిరత్వంతో VO2+/VO2+ చర్య కోసం అధిక పనితీరు గల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలను ఈ సమర్పించిన ఫలితాలు విజయవంతంగా గుర్తించాయి. ఇది అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్‌ను పెంచుతుంది, తద్వారా VRFB యొక్క శక్తి సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది, అందువల్ల దాని భవిష్యత్ వాణిజ్యీకరణ ఖర్చును తగ్గిస్తుంది.
ప్రస్తుత అధ్యయనంలో ఉపయోగించిన మరియు/లేదా విశ్లేషించిన డేటాసెట్‌లు, సహేతుకమైన అభ్యర్థనపై సంబంధిత రచయితల నుండి అందుబాటులో ఉంటాయి.
లుడెరర్ జి. మరియు ఇతరులు. ప్రపంచ తక్కువ-కార్బన్ శక్తి దృశ్యాలలో పవన మరియు సౌర శక్తిని అంచనా వేయడం: ఒక పరిచయం. ఎనర్జీ సేవింగ్. 64, 542–551. https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (2017).
లీ, హెచ్‌జె, పార్క్, ఎస్. & కిమ్, హెచ్. వెనేడియం/మాంగనీస్ రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ పనితీరుపై MnO2 అవక్షేపణ ప్రభావం యొక్క విశ్లేషణ. లీ, హెచ్‌జె, పార్క్, ఎస్. & కిమ్, హెచ్. వెనేడియం/మాంగనీస్ రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ పనితీరుపై MnO2 అవక్షేపణ ప్రభావం యొక్క విశ్లేషణ.లీ, హెచ్‌జె, పార్క్, ఎస్. మరియు కిమ్, హెచ్. వెనేడియం మాంగనీస్ రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ పనితీరుపై MnO2 నిక్షేపణ ప్రభావం యొక్క విశ్లేషణ. లీ, HJ, పార్క్, S. & కిమ్, H. MnO2 沉淀对钒/锰氧化还原液流电池性能影响的分析。 లీ, హెచ్‌జె, పార్క్, ఎస్. & కిమ్, హెచ్. MnO2లీ, హెచ్‌జె, పార్క్, ఎస్. మరియు కిమ్, హెచ్. వెనేడియం మాంగనీస్ రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీల పనితీరుపై MnO2 నిక్షేపణ ప్రభావం యొక్క విశ్లేషణ.జె. ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీ. సోషలిస్ట్ పార్టీ. 165(5), A952-A956. https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (2018).
షా, AA, తంగిరాల, R., సింగ్, R., విల్స్, RGA & వాల్ష్, FC ఆల్-వనాడియం ఫ్లో బ్యాటరీ కోసం ఒక డైనమిక్ యూనిట్ సెల్ మోడల్. షా, AA, తంగిరాల, R., సింగ్, R., విల్స్, RGA & వాల్ష్, FC ఆల్-వనాడియం ఫ్లో బ్యాటరీ కోసం ఒక డైనమిక్ యూనిట్ సెల్ మోడల్.షా AA, తంగిరాల R, సింగ్ R, విల్స్ RG. మరియు వాల్ష్ FK ఆల్-వనాడియం ఫ్లో బ్యాటరీ యొక్క ప్రాథమిక కణం యొక్క డైనమిక్ మోడల్. షా, AA, తంగిరాల, R., సింగ్, R., విల్స్, RGA & వాల్ష్, FC 全钒液流电池的动态单元电池模型。 షా, AA, తంగిరాల, R., సింగ్, R., విల్స్, RGA & వాల్ష్, FC.షా AA, తంగిరాల R, సింగ్ R, విల్స్ RG. మరియు వాల్ష్ FK ఒక ఆల్-వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ యొక్క మోడల్ డైనమిక్ సెల్.జె. ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీ. సోషలిస్ట్ పార్టీ. 158(6), A671. https://doi.org/10.1149/1.3561426 (2011).
గండోమి, YA, ఆరోన్, DS, జావోడ్జిన్స్కి, TA & మెంచ్, MM ఆల్-వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ కోసం ఇన్ సిటు పొటెన్షియల్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ కొలత మరియు ధృవీకరించబడిన మోడల్. గండోమి, YA, ఆరోన్, DS, జావోడ్జిన్స్కి, TA & మెంచ్, MM ఆల్-వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ కోసం ఇన్ సిటు పొటెన్షియల్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ కొలత మరియు ధృవీకరించబడిన మోడల్.గండోమి, యు. ఎ., ఆరోన్, డిఎస్, జావోడ్జిన్స్కి, టిఎ మరియు మెంచ్, ఎంఎం ఆల్-వనాడియం ఫ్లో బ్యాటరీ రెడాక్స్ పొటెన్షియల్ కోసం ఇన్-సిటు పొటెన్షియల్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ కొలత మరియు ధృవీకరించబడిన మోడల్. గాండోమి, YA, ఆరోన్, DS, జావోడ్జిన్స్కి, TA & మెన్చ్, MM గాండోమి, YA, ఆరోన్, DS, జావోడ్జిన్స్కి, TA & మెన్చ్, MM.全వనాడియం ఆక్సిడేస్ రెడాక్స్ 液流液的原位 సంభావ్య పంపిణీ యొక్క కొలత మరియు ధ్రువీకరణ నమూనా.గండోమి, యు. ఎ., ఆరోన్, డి.ఎస్., జావోడ్జిన్స్కి, టి.ఎ. మరియు మెంచ్, ఎం.ఎం. ఆల్-వనాడియం ఫ్లో రెడాక్స్ బ్యాటరీల కోసం ఇన్-సిటు పొటెన్షియల్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ యొక్క మోడల్ కొలత మరియు ధృవీకరణ.జె. ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీ. సోషలిస్ట్ పార్టీ. 163(1), A5188-A5201. https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (2016).
త్సుషిమా, ఎస్. & సుజుకి, టి. ఎలక్ట్రోడ్ నిర్మాణాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి ఇంటర్‌డిజిటేటెడ్ ఫ్లో ఫీల్డ్‌తో వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ యొక్క మోడలింగ్ మరియు సిమ్యులేషన్. త్సుషిమా, ఎస్. & సుజుకి, టి. ఎలక్ట్రోడ్ నిర్మాణాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి ఇంటర్‌డిజిటేటెడ్ ఫ్లో ఫీల్డ్‌తో వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ యొక్క మోడలింగ్ మరియు సిమ్యులేషన్.త్సుషిమా, ఎస్. మరియు సుజుకి, టి. ఎలక్ట్రోడ్ నిర్మాణాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి కౌంటర్-పోలరైజ్డ్ ఫ్లోతో ఫ్లో-త్రూ వనాడియం రెడాక్స్ బ్యాటరీ యొక్క మోడలింగ్ మరియు సిమ్యులేషన్. సుషిమా, S. & సుజుకి, T. 具有叉指流场的钒氧化还原液流电池的建模和仿真，用于优挖用。 సుషిమా, S. & సుజుకి, T. 叉指流场的叉指流场的Vanadium ఆక్సైడ్ తగ్గింపు లిక్విడ్ స్ట్రీమ్ బ్యాటరీత్సుషిమా, ఎస్. మరియు సుజుకి, టి. ఎలక్ట్రోడ్ నిర్మాణం యొక్క ఆప్టిమైజేషన్ కోసం కౌంటర్-పిన్ ఫ్లో ఫీల్డ్స్‌తో వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీల మోడలింగ్ మరియు సిమ్యులేషన్.జె. ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీ. సోషలిస్ట్ పార్టీ. 167(2), 020553. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (2020).
సన్, బి. & స్కైలాస్-కజాకోస్, ఎం. వెనేడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ అప్లికేషన్ కోసం గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్ మెటీరియల్స్ యొక్క మార్పు—I. సన్, బి. & స్కైలాస్-కజాకోస్, ఎం. వెనేడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ అప్లికేషన్ కోసం గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్ మెటీరియల్స్ యొక్క మార్పు—I.సన్, బి. మరియు స్కిల్లాస్-కజాకోస్, ఎం. వెనేడియం రెడాక్స్ బ్యాటరీల కోసం గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాల సవరణ – 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。 సన్, బి. & స్కైలాస్-కజాకోస్, ఎం. వెనేడియం ఆక్సీకరణ తగ్గింపు ద్రవ బ్యాటరీ అనువర్తనంలో షైఫా ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాల సవరణ——I.సన్, బి. మరియు స్కిల్లాస్-కజాకోస్, ఎం. వెనేడియం రెడాక్స్ బ్యాటరీలలో ఉపయోగం కోసం గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాల సవరణ – I.హీట్ ట్రీట్మెంట్ ఎలక్ట్రోకెమ్. ఆక్టా 37(7), 1253-1260. https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (1992).
లియు, టి., లి, ఎక్స్., జాంగ్, హెచ్. & చెన్, జె. మెరుగైన పవర్ డెన్సిటీతో వెనేడియం ఫ్లో బ్యాటరీల (VFBలు) కోసం ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలపై పురోగతి. లియు, టి., లి, ఎక్స్., జాంగ్, హెచ్. & చెన్, జె. మెరుగైన పవర్ డెన్సిటీతో వెనేడియం ఫ్లో బ్యాటరీల (VFBలు) కోసం ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలపై పురోగతి.లియు, టి., లి, ఎక్స్., జాంగ్, హెచ్. మరియు చెన్, జె. మెరుగైన పవర్ డెన్సిటీతో వెనేడియం ఫ్లో బ్యాటరీల (VFB) కోసం ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలలో పురోగతి. లియు, T., లి, X., జాంగ్, H. & చెన్, J. 提高功率密度的钒液流电池(VFB) 电极材料的进展。 లియు, టి., లి, ఎక్స్., జాంగ్, హెచ్. & చెన్, జె.లియు, టి., లి, ఎస్., జాంగ్, హెచ్. మరియు చెన్, జె. పెరిగిన పవర్ డెన్సిటీతో వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీల (VFB) కోసం ఎలక్ట్రోడ్ మెటీరియల్స్‌లో పురోగతులు.జె. ఎనర్జీ కెమిస్ట్రీ. 27(5), 1292-1303. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (2018).
లియు, QH మరియు ఇతరులు. ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన ఎలక్ట్రోడ్ కాన్ఫిగరేషన్ మరియు మెంబ్రేన్ ఎంపికతో అధిక సామర్థ్యం గల వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో సెల్. జె. ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీ. సోషలిస్ట్ పార్టీ. 159(8), A1246-A1252. https://doi.org/10.1149/2.051208jes (2012).
వెయ్, జి., జియా, సి., లియు, జె. & యాన్, సి. వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ అప్లికేషన్ కోసం కార్బన్ ఫెల్ట్ సపోర్టెడ్ కార్బన్ నానోట్యూబ్స్ ఉత్ప్రేరకాల కాంపోజిట్ ఎలక్ట్రోడ్. వెయ్, జి., జియా, సి., లియు, జె. & యాన్, సి. వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ అప్లికేషన్ కోసం కార్బన్ ఫెల్ట్ సపోర్టెడ్ కార్బన్ నానోట్యూబ్స్ ఉత్ప్రేరకాల కాంపోజిట్ ఎలక్ట్రోడ్.వెయ్, జి., జియా, క్యూ., లియు, జె. మరియు యాంగ్, కె. వెనేడియం రెడాక్స్ బ్యాటరీలో ఉపయోగం కోసం కార్బన్ ఫెల్ట్ సబ్‌స్ట్రేట్‌తో కార్బన్ నానోట్యూబ్‌ల ఆధారిత మిశ్రమ ఎలక్ట్రోడ్ ఉత్ప్రేరకాలు. వెయి, జి., జియా, సి., లియు, జె. & యాన్, సి. వెయ్, జి., జియా, సి., లియు, జె. & యాన్, సి. వనాడియం ఆక్సీకరణ తగ్గింపు ద్రవ ప్రవాహ బ్యాటరీ అనువర్తనం కోసం కార్బన్ ఫెల్ట్-లోడ్ చేయబడిన కార్బన్ నానోట్యూబ్ ఉత్ప్రేరక మిశ్రమ ఎలక్ట్రోడ్.వెయ్, జి., జియా, క్యూ., లియు, జె. మరియు యాంగ్, కె. వెనేడియం రెడాక్స్ బ్యాటరీలలో ఉపయోగం కోసం కార్బన్ ఫెల్ట్ సబ్‌స్ట్రేట్‌తో కార్బన్ నానోట్యూబ్ ఉత్ప్రేరకం యొక్క మిశ్రమ ఎలక్ట్రోడ్.జె. పవర్. 220, 185–192. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (2012).
మూన్, ఎస్., క్వాన్, బిడబ్ల్యు, చుంగ్, వై. & క్వాన్, వై. ఆమ్లీకృత CNT పై పూత పూసిన బిస్మత్ సల్ఫేట్ యొక్క ప్రభావం వెనేడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ పనితీరుపై. మూన్, ఎస్., క్వాన్, బిడబ్ల్యు, చుంగ్, వై. & క్వాన్, వై. ఆమ్లీకృత CNT పై పూత పూసిన బిస్మత్ సల్ఫేట్ యొక్క ప్రభావం వెనేడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీ పనితీరుపై.మూన్, ఎస్., క్వాన్, బి.డబ్ల్యూ., చాంగ్, వై. మరియు క్వాన్, వై. ఆక్సీకరణ చెందిన CNTలపై నిక్షేపించబడిన బిస్మత్ సల్ఫేట్ యొక్క ప్రభావం ఫ్లో-త్రూ వనాడియం రెడాక్స్ బ్యాటరీ లక్షణాలపై. మూన్, S., Kwon, BW, Chung, Y. & Kwon, Y. 涂在酸化CNT మూన్, ఎస్., క్వాన్, బిడబ్ల్యు, చుంగ్, వై. & క్వాన్, వై. వనాడియం ఆక్సీకరణ తగ్గింపు ద్రవ ప్రవాహ బ్యాటరీ పనితీరుపై CNT ఆక్సీకరణపై బిస్మత్ సల్ఫేట్ ప్రభావం.మూన్, ఎస్., క్వాన్, బి.డబ్ల్యూ., చాంగ్, వై. మరియు క్వాన్, వై. ఆక్సీకరణ చెందిన CNTలపై నిక్షేపించబడిన బిస్మత్ సల్ఫేట్ యొక్క ప్రభావం ఫ్లో-త్రూ వనాడియం రెడాక్స్ బ్యాటరీల లక్షణాలపై.జె. ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీ. సోషలిస్ట్ పార్టీ. 166(12), A2602. https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (2019).
హువాంగ్ ఆర్.-హెచ్. వెనేడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీల కోసం Pt/మల్టీలేయర్ కార్బన్ నానోట్యూబ్ మోడిఫైడ్ యాక్టివ్ ఎలక్ట్రోడ్లు. జె. ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీ. సోషలిస్ట్ పార్టీ. 159(10), A1579. https://doi.org/10.1149/2.003210jes (2012).
కాన్, ఎస్. మరియు ఇతరులు. వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీలు ఆర్గానోమెటాలిక్ స్కాఫోల్డ్‌ల నుండి ఉద్భవించిన నైట్రోజన్-డోప్డ్ కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లతో అలంకరించబడిన ఎలక్ట్రోక్యాటలిస్ట్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. జె. ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీ. సోషలిస్ట్ పార్టీ. 165(7), A1388. https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (2018).
ఖాన్, పి. మరియు ఇతరులు. వెనేడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీలలో VO2+/ మరియు V2+/V3+ రెడాక్స్ జంటల కోసం గ్రాఫేన్ ఆక్సైడ్ నానోషీట్లు అద్భుతమైన ఎలక్ట్రోకెమికల్‌గా చురుకైన పదార్థాలుగా పనిచేస్తాయి. కార్బన్ 49(2), 693–700. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (2011).
గొంజాలెజ్ Z. మరియు ఇతరులు. వెనేడియం రెడాక్స్ బ్యాటరీ అనువర్తనాల కోసం గ్రాఫేన్-సవరించిన గ్రాఫైట్ ఫెల్ట్ యొక్క అత్యుత్తమ విద్యుత్ రసాయన పనితీరు. జె. పవర్. 338, 155-162. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.10.069 (2017).
González, Z., Vizireanu, S., Dinescu, G., Blanco, C. & Santamaría, R. వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీలలో నానోస్ట్రక్చర్డ్ ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలుగా కార్బన్ నానోవాల్స్ సన్నని పొరలు. González, Z., Vizireanu, S., Dinescu, G., Blanco, C. & Santamaría, R. వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీలలో నానోస్ట్రక్చర్డ్ ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలుగా కార్బన్ నానోవాల్స్ సన్నని పొరలు.గొంజాలెజ్ Z., విజిరియాను S., డైనెస్కు G., బ్లాంకో C. మరియు శాంటామరియా R. వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీలలో నానోస్ట్రక్చర్డ్ ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలుగా కార్బన్ నానోవాల్స్ యొక్క పలుచని పొరలు.గొంజాలెజ్ Z., విజిరియాను S., డైనెస్కు G., బ్లాంకో S. మరియు శాంటామరియా R. వనాడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీలలో నానోస్ట్రక్చర్డ్ ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలుగా కార్బన్ నానోవాల్ ఫిల్మ్‌లు. నానో ఎనర్జీ 1(6), 833–839. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (2012).
ఓపార్, డి.ఓ., నాంక్య, ఆర్., లీ, జె. & జంగ్, హెచ్. అధిక పనితీరు గల వెనేడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీల కోసం త్రిమితీయ మెసోపోరస్ గ్రాఫేన్-సవరించిన కార్బన్ ఫెల్ట్. ఓపార్, డి.ఓ., నాంక్య, ఆర్., లీ, జె. & జంగ్, హెచ్. అధిక పనితీరు గల వెనేడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీల కోసం త్రిమితీయ మెసోపోరస్ గ్రాఫేన్-సవరించిన కార్బన్ ఫెల్ట్.ఓపర్ డిఓ, నాంక్య ఆర్., లీ జె., మరియు యంగ్ హెచ్. అధిక పనితీరు గల వెనేడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీల కోసం త్రిమితీయ గ్రాఫేన్-సవరించిన మెసోపోరస్ కార్బన్ ఫెల్ట్. ఓపర్, DO, నంక్యా, R., లీ, J. & జంగ్, H. ఓపర్, DO, నాంక్యా, R., లీ, J. & జంగ్, H.ఓపర్ డిఓ, నాంక్య ఆర్., లీ జె., మరియు యంగ్ హెచ్. అధిక పనితీరు గల వెనేడియం రెడాక్స్ ఫ్లో బ్యాటరీల కోసం త్రిమితీయ గ్రాఫేన్-సవరించిన మెసోపోరస్ కార్బన్ ఫెల్ట్.ఎలక్ట్రోకెమ్. యాక్ట్ 330, 135276. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (2020).