304 ngongo capillary Nanocomposites I runga i te Tungsten Oxide/Fullerene hei Electrocatalysts me te Inhibitors o Parasitic VO2+/VO2+ Tauhohenga i roto i nga Waikawa Whakaranu.

Mauruuru koe mo te toro ki Nature.com.Kei te whakamahi koe i tetahi putanga tirotiro me te tautoko CSS iti.Mo te wheako pai rawa atu, e taunaki ana matou me whakamahi koe i tetahi kaitirotiro kua whakahoutia (me monohia ranei te Aratau Hototahi ki Internet Explorer).I tua atu, hei whakarite i te tautoko tonu, ka whakaatuhia e matou te waahi kaore he momo me te JavaScript.
Ka whakaatu i te carousel o nga kiriata e toru i te wa kotahi.Whakamahia nga paatene o mua me te Panuku ki te neke i roto i nga kiriata e toru i te wa kotahi, ka whakamahi ranei i nga patene rereti i te mutunga ki te neke i roto i nga kiriata e toru i te wa kotahi.

Kowiri tira 304 Coil Tube Tito matū

304 Kowiri tira Coil Tube he momo austenitic chromium-nickel alloy.E ai ki te Kowiri tira 304 Coil Tube Manufacturer, ko te waahanga matua kei roto ko Cr (17% -19%), me Ni (8% -10.5%).Hei whakapai ake i tana parenga ki te waikura, he iti te Mn (2%) me te Si (0.75%).

Kowiri tira 304 Coil Tube Tikanga Miihini

Ko nga ahuatanga miihini o te ngongo kowiri tira 304 e whai ake nei:

• Te kaha kaha: ≥515MPa
• Te kaha tuku: ≥205MPa
• Whakaroa: ≥30%

Nga Whakamahinga me nga Whakamahinga o te Kowiri tira 304 Coil Tube

Ko te utu nui o te vanadium redox rere pākahiko (VRFBs) ka whakawhäitihia te whakamahi whanui.Ko nga kinetics o nga tauhohenga hiko me whakapai ake kia nui ake ai te kaha o te kaha me te kaha o te kaha o te VRFB, na reira ka whakaiti i te utu kWh o te VRFB.I roto i tenei mahi, ka tukuna nga nanoparticles tungsten oxide (HWO) hydrothermally synthesized hydrated hydrated, C76 me C76/HWO, ki runga i nga electrodes kakahu waro, ka whakamatauria hei electrocatalysts mo te VO2+/VO2+ tauhohenga redox.Kaitito irahiko matawai aapara (FESEM), te hikoi whakamararatanga hihi-a-rorohiko (EDX), te whakamaarama irahiko tuku-taumira teitei (HR-TEM), te whakamaoritanga hihi-a-rorohiko (XRD), te whakamaarama irahiko hiko-a-rorohiko (XPS), Fourier infrared huri i te Spectroscopy (FTIR) me nga inenga koki whakapiri.Kua kitea ko te taapiri o te C76 fullerene ki te HWO ka taea te whakarei ake i nga kinetics o te electrode e pa ana ki te tauhohenga VO2 + / VO2 + redox ma te whakanui ake i te kawe me te whakarato i nga roopu mahi kei roto i te hāora i runga i tona mata.Ko te HWO/C76 composite (50 wt% C76) i kitea ko te mea tino pai mo te tauhohenga VO2+/VO2+ me te ΔEp o 176 mV i whakaritea ki te 365 mV mo te kakahu waro kaore i mahia (UCC).I tua atu, ko te hiato HWO/C76 i whakaatu i te aukati nui o te tauhohenga kunenga o te maota parapara na nga roopu mahi W-OH.
Ko te kaha o te mahi a te tangata me te tere o te hurihanga o te ahumahi kua nui haere te hiahia mo te hiko, e piki haere ana i te 3% ia tau1.Mo nga tekau tau, na te whanuitanga o te whakamahi i nga wahie parapara hei puna o te kaha, kua puta te haurehu kati kati, e pa ana ki te whakamahanatanga o te ao, te wai me te parahanga o te hau, te whakatuma i nga punaha rauwiringa kaiao katoa.Ko te mutunga mai, hei te tau 2050 ko te wahanga o te maa o te hiko hou me te hiko o te ra ka eke ki te 75% o te katoa o te hiko1.Heoi, ki te neke ake te whakaputanga o te hiko whakahou i te 20% o te katoa o te hanga hiko, ka noho koretake te matiti
I roto i nga punaha rokiroki hiko katoa penei i nga pākahiko rere vanadium redox hybrid2, ko nga pākahiko rere vanadium redox katoa (VRFBs) te mea tino matatau na te maha o nga painga3 ka kiia ko te otinga pai mo te rokiroki hiko mo te wa roa (~30 tau).Te whakamahi i nga puna hiko hou4.Ko tenei na te wehenga o te kaha me te kaha o te kaha, te urupare tere, te roa o te oranga me te iti o nga utu o te tau o te $ 65 / kWh i whakaritea ki te $ 93-140 / kWh mo nga papahiko Li-ion me te lead-waikawa me te 279-420 USD / kWh./kWh pākahiko 4.
Heoi, kei te raru tonu a raatau mahi hokohoko na te nui o nga utu whakapaipai o te punaha, na te nuinga o nga putea pākahiko4,5.Na, ko te whakapai ake i nga mahi o te pākahiko ma te whakanui ake i nga kinetics o nga tauhohenga haurua-waarua e rua ka taea te whakaiti i te rahi o te pākahiko me te whakaiti i te utu.No reira, me tere te whakawhiti irahiko ki te mata hiko, i runga i te hoahoa, te hanganga me te hanganga o te hiko, me tino arotau.Ahakoa he pai te matū me te hikohiko hiko me te pai o te kawe hiko, ki te kore e rongoatia, ka puhoi o ratou kinetics na te kore o nga roopu mahi hāora me te hydrophilicity7,8.Na reira, ka honoa nga momo hikohiko me nga hiko waro, ina koa nga hanganga waro me nga waikura whakarewa, hei whakapai ake i nga kinetika o nga hiko e rua, na reira ka piki ake nga kinetika o nga hiko VRFB.
He maha nga rauemi waro kua whakamahia, penei i te pepa waro9, te waro nanotubes10,11,12,13, te hangahanga-graphene14,15,16,17, carbon nanofibers18 me etahi atu19,20,21,22,23, engari mo te whanau fullerene .I roto i ta maatau rangahau o mua mo te C76, ka korerohia e matou mo te wa tuatahi te mahi electrocatalytic pai o tenei fullerene ki te VO2 + / VO2 +, i whakaritea ki te wera-wera me te kakahu waro kaore i tukuna, ka whakahekehia te parenga whakawhiti utu i te 99.5% me te 97%24.Ko te mahi catalytic o nga rauemi waro mo te tauhohenga VO2+/VO2+ i whakaritea ki te C76 e whakaatuhia ana i te Ripanga S1.I tetahi atu ringa, he maha nga waikura whakarewa penei i te CeO225, ZrO226, MoO327, NiO28, SnO229, Cr2O330 me WO331, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 e whakamahia ana na te nui o te makuku me te nui o te hauora.roopu.Ko te Ripanga S2 e whakaatu ana i te mahi catalytic o enei waikura whakarewa i te tauhohenga VO2+/VO2+.Kua whakamahia te WO3 i roto i te maha o nga mahi na te iti o te utu, te nui o te pumau i roto i nga paanui waikawa, me te mahi catalytic teitei31,32,33,34,35,36,37,38.Heoi, he iti noa te whakapai ake a WO3 i roto i nga ohanga cathode.Hei whakapai ake i te kawe o WO3, i whakamatauria te paanga o te whakamahi i te waikura tungsten iti (W18O49) i runga i nga mahi hiko pai38.Ko te waikura tungsten hydrated (HWO) kaore ano kia whakamatauhia i roto i nga tono VRFB, ahakoa kua whakaatuhia he mahi teitei ake i roto i nga tono supercapacitor na te tere o te tohatoha cation ki te WOx39,40 anhydrous.Ko te reanga tuatoru katoa-vanadium redox rere pākahiko e whakamahi ana i te waikawa waikawa whakauru i titoa mai i te HCl me te H2SO4 hei whakapai ake i te mahi o te pākahiko me te whakapai ake i te whakarewatanga me te pumau o nga katote vanadium i roto i te electrolyte.Heoi, ko te tauhohenga kunenga o te maaota parasitic tetahi o nga huakore o te reanga tuatoru, no reira ko te rapu huarahi ki te peehi i te tauhohenga aro mātai maatai ​​he mahi ma etahi roopu rangahau.
I konei, i mahia nga whakamatautau tauhohenga VO2+/VO2+ i runga i nga hiato HWO/C76 kua whakatakotoria ki runga i nga hiko o te kakahu waro kia kitea ai he taurite i waenga i te kawe hiko o nga hiato me nga kinetics tauhohenga redox i runga i te mata hiko i te wa e pehia ana te waipara parapara maota.tauhohenga (KVR).I whakahiatohia nga matūriki tungsten oxide (HWO) ma te tikanga whakamaarama ngawari.I mahia nga whakamatautau i roto i te waikawa waikawa whakauru (H2SO4/HCl) hei whakataurite i te whakatipuranga tuatoru VRFB (G3) mo te waatea me te tirotiro i te paanga o te HWO ki te tauhohenga kukuwhatanga chlorine parasitic42.
Vanadium(IV) sulfate oxide hydrate (VOSO4, 99.9%, Alfa-Aeser), waikawa sulfuric (H2SO4), waikawa pūmāota (HCl), dimethylformamide (DMF, Sigma-Aldrich), polyvinylidene fluoride (PVDF, Sigma-Aldrich), konutai Tungsten oxide dihydrate (Na2WO4, 99%, Sigma-Aldrich) and hydrophilic carbon cloth ELAT (Fuel Cell Store) i whakamahia i roto i tenei rangahau.
Ko te waikura tungsten oxide (HWO) i takahia e te tauhohenga waiariki i rewa ai te 2 g o te tote Na2WO4 ki roto i te 12 ml o HO tae noa ki te whiwhi otinga kore tae, katahi ka taapirihia te 12 ml o te 2 M HCl ki te tote tae noa ki te whakatārewatanga kowhai marama. i whiwhi.whakatārewatanga.I mahia te tauhohenga waiariki i roto i te autoclave kowiri tira whakakikoruatia Teflon i roto i te oumu i te 180 ºC mo te 3 haora.Ko te toenga i kohia ma te tātari, ka horoi kia 3 nga wa ki te waihano me te wai, ka whakamarokehia ki roto i te oumu i te 70°C mo te ~3 haora, katahi ka kuia kia puta he paura HWO puru-hina.
Ko nga electrodes papanga waro (CCTs) kua whiwhi (kaore i mahia) i whakamahia i roto i te ahua i whiwhihia ai, i tukuna ranei ki te maimoatanga wera i roto i te oumu ngongo i te 450 ° C mo te 10 h i te tere whakamahana o te 15 ° C / min i te rangi ki whiwhi UCC tukinotia (TCC), s He rite tonu ki nga mahi o mua 24. I tapahia te UCC me te TCC ki nga electrodes tata ki te 1.5 cm te whanui me te 7 cm te roa.Ko nga whakatārewatanga o C76, HWO, HWO-10% C76, HWO-30% C76 me HWO-50% C76 i whakaritea ma te taapiri i te 20 mg o te paura rauemi kaha me te 10 wt% (~2.22 mg) o te herenga PVDF ki ~1 ml o DMF rite i roto i, me te sonicated mo 1 haora ki te whakapai ake ōritetanga.Na ka 2 mg o C76, HWO me HWO-C76 composites i tono ki te āhua 1.5 cm2 o te rohe hiko hiko kaha UCC.I utaina nga whakakorikori katoa ki runga i nga hiko UCC ka whakamahia te TCC mo nga kaupapa whakataurite anake, i te mea kua whakaatuhia e ta maatau mahi o mua kaore e hiahiatia te maimoatanga wera 24 .I tutuki te whakatau i te ahua ma te parai i te 100 µl o te whakatārewatanga (ka utaina te 2 mg) kia pai ake te rite.Katahi ka whakamaroke nga hiko katoa i roto i te oumu mo te po i te 60°C.Ka inehia nga electrodes i mua me muri kia tika te utaina o nga kararehe.Kia whai waahi ahuahanga (~ 1.5 cm2) me te aukati i te pikinga o te vanadium electrolyte ki nga irahiko na te kaha o te kapi, ka utaina he papa angiangi o te paraffin ki runga i nga mea kaha.
I whakamahia he karu irahiko matawai ira (FESEM, Zeiss SEM Ultra 60.5 kV) hei mataki i te ahua o te mata o te HWO.I whakamahia te whakahiato hianga X-ray whakahiato hiko me te Feii8SEM (EDX, Zeiss AG) hei mahere i nga huānga HWO-50%C76 i runga i nga hiko UCC.I whakamahia he karu hiko irahiko tuku taumira teitei (HR-TEM, JOEL JEM-2100) e mahi ana i te ngaohiko whakatere o te 200 kV ki te tiki whakaahua taumira teitei me nga mowhiti rereke o nga matūriki HWO.Whakamahia te rorohiko Pouaka Utauta Crystallographic (CrysTBox) hei tātari i nga mowhiti rerekee HWO ma te whakamahi i te mahi ringGUI me te whakataurite i nga hua ki nga tauira XRD.Ko te hanganga me te graphitization o UCC me TCC i whakatauhia e te X-ray diffraction (XRD) i te tere matawai o 2.4 ° / min mai i te 5 ° ki te 70 ° me Cu Kα (λ = 1.54060 Å) ma te whakamahi i te Panalytical X-ray diffractometer.(Tauira 3600).Ko te XRD e whakaatu ana i te hanganga karaihe me nga waahanga o te HWO.I whakamahia te rorohiko PANalytical X'Pert HighScore ki te whakataurite i nga tihi HWO ki nga mapi tungsten oxide e waatea ana i roto i te paataka raraunga45.Whakatauritehia nga hua HWO me nga hua TEM.Ko te hanganga matū me te ahua o nga tauira HWO i whakatauhia e te X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, ESCALAB 250Xi, ThermoScientific).I whakamahia te rorohiko CASA-XPS (v 2.3.15) mo te whakahekenga teitei me te tātari raraunga.Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR, using a Perkin Elmer class KBr FTIR spectrometer) I mahia hei whakatau i nga roopu mahi mata o HWO me HWO-50%C76.Whakatauritehia nga hua ki nga hua XPS.I whakamahia hoki nga inenga koki whakapiri (KRUSS DSA25) hei tohu i te makuku o nga hiko.
Mo nga inenga hiko katoa, i whakamahia he teihana mahi Biologic SP 300.I whakamahia te cyclic voltammetry (CV) me te electrochemical impedance spectroscopy (EIS) ki te ako i nga hikohiko hiko o te VO2+/VO2+ redox tauhohenga me te painga o te diffusion reagent (VOSO4 (VO2+)) i runga i te tere tauhohenga.Ka whakamahia e nga hangarau e rua he pūtau hiko e toru me te kukū hiko o te 0.1 M VOSO4 (V4+) kua memeha ki te 1 M H2SO4 + 1 M HCl (waikawa whakauru).Ko nga raraunga hiko katoa e whakaatuhia ana he IR kua whakatikahia.I whakamahia he irahiko calomel saturated (SCE) me te porotiti konukawata (Pt) hei tohutoro me te hiko porotiti.Mo te CV, ko nga reiti matawai (ν) o 5, 20, me te 50 mV/s i whakamahia ki te matapihi pea (0-1) V i whakaritea ki te SCE mo VO2+/VO2+, ka whakatikahia i runga i te tauine SHE ki te whakatakoto (VSCE = 0.242 V whanaunga ki HSE).Hei whakatewhatewha i te pupuri i te mahi hiko, i mahia he recycle CV i runga i te UCC, TCC, UCC-C76, UCC-HWO me UCC-HWO-50% C76 i te ν rite ki te 5 mV/s.Mo nga inenga EIS mo te tauhohenga VO2+/VO2+ redox, i whakamahia te awhe auau o 0.01-105 Hz me te ngaohiko ara iahiko tuwhera (OCV) o te 10 mV i whakamahia.I tukuna ia whakamatautau 2-3 nga wa hei whakarite i te rite o nga hua.Ko nga taurite tere rereke (k0) i whiwhihia e te tikanga Nicholson46,47.
Ko te waikura tungsten hydrated (HVO) kua pai te whakahiato e te tikanga waiariki.Whakaahua SEM i te piki.Ko te 1a e whakaatu ana ko te HWO kua tuuhia he tautau o te nanoparticles me te rahi matūriki i roto i te awhe o te 25-50 nm.
E whakaatu ana te tauira wehewehe hihi-X o HWO i nga tihi (001) me (002) i te ~23.5° me ~47.5°, he ahuatanga o te korestoichiometric WO2.63 (W32O84) (PDF 077–0810, a = 21.4 Å, b = 17.8 Å, c = 3.8 Å, α = β = γ = 90°), e rite ana ki tana ahua puru (Fig. 1b)48,49.Ko etahi atu tihi kei te 20.5°, 27.1°, 28.1°, 30.8°, 35.7°, 36.7° me te 52.7° kei te (140), (620), (350 ), (720), (740), (560).me (970) nga rererangi rereke, 49 orthorhombic WO2.63.Songara et al.I whakamahia e 43 taua tikanga waihanga kia whiwhi hua ma, i kiia ko te WO3(H2O)0.333.Engari, i roto i tenei mahi, na nga ahuatanga rereke, i whiwhihia he hua puru-hina, e tohu ana i te noho tahi o WO3(H2O)0.333 (PDF 087-1203, a = 7.3 Å, b = 12.5 Å, c = 7.7 ) i Å , α = β = γ = 90°) me te ahua whakaheke o te waikura tungsten.Ko te tātaritanga Semiquantitative me te rorohiko X'Pert HighScore i whakaatu 26% WO3(H2O)0.333: 74% W32O84.I te mea ko te W32O84 ko W6+ me W4+ (1.67:1 W6+:W4+), ko te whakaaro o W6+ me W4+ he 72% W6+ me te 28% W4+.Ko nga whakaahua SEM, 1-tuarua XPS spectra i te taumata karihi, TEM whakapakoko, FTIR spectra me Raman spectra o C76 matūriki i whakaatuhia i roto i to maatau pepa o mua24.E ai ki a Kawada et al.50,51, ko te tauira wehewehenga X-ray o C76 e whakaatu ana i te hanganga monoclinic o FCC i muri i te tangohanga o te toluene.
Ko nga whakaahua SEM kei te piki.Ko te 2a me te b e whakaatu ana i te tukunga angitu o te HWO me te HWO-50%C76 i waenganui i nga muka waro o nga hiko UCC.Ko te maataki huānga o te tungsten, te waro me te hāora i roto i te ahua SEM i te Whakaahua 2c e whakaatuhia ana i te piki.2d–f e whakaatu ana ko te tungsten me te waro kua whakakotahi rite (e whakaatu ana he rite te tohatoha) ki runga i te mata hiko, a, kaore i rite te whakatakoto o te hiato.na te ahua o te tikanga rerenga.
Ko nga whakaahua SEM o nga matūriki HWO (a) me nga matūriki HWO-C76 (b).Ko te mapi EDX i tukuna ki te HWO-C76 i UCC ma te whakamahi i te waahi i te ahua (c) e whakaatu ana i te tohatoha o te tungsten (d), te waro (e), me te hāora (f) i roto i te tauira.
I whakamahia te HR-TEM mo te whakahiato teitei me nga korero tioata (Whakaahua 3).Ko te HWO e whakaatu ana i te nanocube morphology e whakaatuhia ana i te Whakaahua 3a me te marama ake i te Whakaahua 3b.Ma te whakanui i te nanocube mo te wehewehenga o tetahi waahi kua tohua, ka taea te kite i te hanganga pae kupenga me nga rererangi rereke e pai ana ki te ture a Bragg e whakaatuhia ana i te Whakaahua 3c, e whakapumau ana i te tioata o te rauemi.I roto i te whakaurunga ki te Whakaahua 3c e whakaatu ana i te tawhiti d 3.3 Å e rite ana ki te (022) me te (620) rererangi rereke i te WO3(H2O)0.333 me te W32O84, 43, 44, 49 nga wahanga, ia.He rite tonu tenei ki te tātaritanga XRD i runga ake nei (Fig. 1b) mai i te mea ko te tawhiti o te rererangi pae kupenga i kitea d (Fig. 3c) e rite ana ki te tihi XRD tino kaha i te tauira HWO.Ko nga mowhiti tauira e whakaatuhia ana i te piki.3d, ko ia mowhiti he rite ki tetahi rererangi motuhake.Ko nga rererangi WO3(H2O)0.333 me te W32O84 he ma me te kahurangi te tae, ka whakaatuhia hoki o ratou tihi XRD e rite ana ki te Whakaahua 1b.Ko te mowhiti tuatahi e whakaatuhia ana i roto i te tauira whakakai e rite ana ki te tihi tuatahi i tohuhia i te tauira hihi-x o te rererangi rereke (022) ranei (620).Mai i te (022) ki te (402) whakakai, d-tawhiti o 3.30, 3.17, 2.38, 1.93, me 1.69 Å i kitea, e rite ana ki nga uara XRD o 3.30, 3.17, 2 .45, 1.93 me 1.66.Å, 44, 45, ia.
(a) te ahua HR-TEM o HWO, (b) e whakaatu ana i te ahua nui.Ko nga whakaahua o nga papa kupenga e whakaatuhia ana i te (c), me te whakauru (c) e whakaatu ana i te ahua nui o nga rererangi me te waahi d 0.33 nm e rite ana ki nga rererangi (002) me (620).(d) HWO tauira mowhiti e whakaatu ana i nga rererangi e hono ana ki nga wahanga WO3(H2O)0.333 (ma) me W32O84 (puru).
I mahia te tātaritanga XPS ki te whakatau i te matū o te mata me te ahua hāora o te tungsten (Whakaahua S1 me te 4).Ko te awhiowhio o te matawai XPS whanui o te HWO kua whakahiato e whakaatuhia ana i te Fig.S1, e tohu ana i te aroaro o te tungsten.Ko te matawai matawai whaiti XPS o nga taumata matua W 4f me O 1s e whakaatuhia ana i te Fig.4a me te b.Ka wehea te tuāwhiorangi W 4f kia rua nga taarua hurihuri-a-mio e rite ana ki te pūngao here o te āhua hāoratanga W. Ko nga tihi W 4f5/2 me W 4f7/2 i te pūngao here o 37.8 me te 35.6 eV no W6+, me nga tihi W. Ko te 4f5/2 me te W 4f7/2 i te 36.6 me te 34.9 eV he ahuatanga o te ahua W4+.Ko te noho o te ahua o te waikura (W4+) ka whakau i te hanganga o te WO2.63 kore-stoichiometric, i te mea ko te aroaro o W6+ e tohu ana i te WO3 stoichiometric na te WO3(H2O)0.333.Ko nga raraunga whakauru i whakaatu ko nga paheketanga ngota o W6+ me W4+ he 85% me te 15%, he tata tonu ki nga uara i whakatauhia mai i nga raraunga XRD, na te rereketanga o nga hangarau e rua.Ko nga tikanga e rua e whakarato ana i nga korero ine me te iti o te tika, ina koa ko te XRD.I tua atu, ko nga tikanga e rua ka wetewete i nga waahanga rereke o te rauemi na te mea he tikanga nui te XRD i te mea ko te XPS he tikanga mata e tata ana ki te iti noa nga nanometer.Ka wehe te O 1s hihinga ki nga tihi e rua i te 533 (22.2%) me te 530.4 eV (77.8%).Ko te tuatahi e pa ana ki te OH, ko te tuarua ki nga here hāora i roto i te kurupae i WO.Ko te noho mai o nga roopu mahi OH e rite ana ki nga ahuatanga whakamahana o te HWO.
I mahia ano he tātaritanga FTIR i runga i enei tauira e rua hei tirotiro i te noho mai o nga roopu mahi me nga ngota ngota wai i roto i te hanganga HWO hydrated.Ko nga hua e whakaatu ana he rite te ahua o te tauira HWO-50% C76 me nga hua FT-IR HWO na te ahua o te HWO, engari he rereke te kaha o nga tihi na te rereke o te tauira i whakamahia i te wa e whakarite ana mo te tātari (Fig. 5a ).HWO-50% C76 Ko nga tihi katoa o te fullerene 24 e whakaatuhia ana engari mo te tihi waikura tungsten.Te taipitopito i te piki.Ko te 5a e whakaatu ana ko nga tauira e rua e whakaatu ana i te roopu whanui tino kaha i te ~ 710/cm, i tohuhia ki te OWO totoro wiri i roto i te hanganga kupenga HWO, me te pakihiwi kaha ki te ~ 840/cm, i kiia ko WO.Ko te roopu koi i ~1610/cm e pa ana ki te wiri piko o OH, ko te roopu whakauru whanui kei te ~3400/cm e pa ana ki te wiri totoro o OH i roto i te roopu hydroxyl43.Ko enei hua ka rite ki te XPS spectrum i te Whakaahua 4b, ka taea e te roopu mahi WO te whakarato i nga waahi kaha mo te VO2 + / VO2 + tauhohenga.
Te tātari FTIR o HWO me HWO-50% C76 (a) e whakaatu ana i nga roopu mahi me nga inenga koki whakapiri (b, c).
Ka taea hoki e te roopu OH te whakakorikori i te tauhohenga VO2+/VO2+, na reira ka piki ake te hydrophilicity o te electrode, na reira ka whakatairanga i te diffusion me te reiti whakawhiti irahiko.Ko te tauira HWO-50% C76 e whakaatu ana i tetahi atu tihi C76 e whakaatuhia ana i te ahua.Ko nga tihi i ~2905, 2375, 1705, 1607, me te 1445 cm3 ka taea te tohu ki te CH, O=C=O, C=O, C=C, me te CO totoro wiri, ia.E mohiotia ana ko nga roopu mahi hāora C=O me CO ka mahi hei pokapu kaha mo nga tauhohenga redox o te vanadium.Hei whakamatautau me te whakatairite i te makuku o nga hiko e rua, i whakamahia nga inenga koki whakapiri pera i te Whakaahua 5b, c.Ko te hiko HWO ka mimiti tonu i nga pata wai, e tohu ana i te superhydrophilicity na nga roopu mahi OH e waatea ana.HWO-50% C76 he hauwai ake, me te koki whakapiri tata ki te 135° i muri i te 10 hēkona.Heoi, i roto i nga inenga hiko, i makuku katoa te hiko HWO-50%C76 i roto i te iti iho i te meneti.He rite tonu nga inenga makuku ki nga hua XPS me te FTIR, e kii ana ka nui ake nga roopu OH i runga i te mata HWO ka nui ake te hauwai.
I whakamatauria nga tauhohenga VO2+/VO2+ o te HWO me te HWO-C76 nanocomposites me te whakaaro ka pehia e te HWO te kukuwhatanga o te hau maota ka puta i nga tauhohenga VO2+/VO2+ i roto i nga waikawa whakauru, i a C76 ka whakakorikori i te VO2+/VO2+ e hiahiatia ana.HWO whakatārewatanga kei roto 10%, 30% me 50% C76 i tono ki UCC electrodes ki te tapeke kawenga o te 2 mg/cm2.
Ka rite ki te whakaatu i te piki.6, ko nga kinetics o te tauhohenga VO2 +/VO2+ i runga i te mata hiko i tirohia ma te whakamahi i te CV i roto i nga electrolytes waikawa whakauru.Ko nga awa e whakaatuhia ana hei I/Ipa kia pai ai te whakataurite o te ΔEp me te Ipa/Ipc.He momo whakakōkī ka whiwhi tika mai i te whika.Ko nga raraunga waeine horahanga o naianei e whakaatuhia ana i te Whakaahua 2S.I te piki.Ko te ahua 6a e whakaatu ana ko te HWO te whakanui ake i te tere o te whakawhiti irahiko o te VO2+/VO2+ tauhohenga redox i runga i te mata hiko me te pehi i te hohenga o te kunenga mai o te maaota parasitic.Heoi, ka tino whakanuia e C76 te tere whakawhiti irahiko me te whakakorikori i te tauhohenga kukuwhatanga maota.Na reira, ko te matatini me te hanganga tika o te HWO me te C76 me whai mahi pai me te kaha teitei ki te aukati i te tauhohenga maota.I kitea i muri i te whakanui ake i te ihirangi C76, ka pai ake te mahi hiko o te hiko hiko, e whakaatu ana i te heke o te ΔEp me te piki ake o te Ipa / Ipc ratio (Ripanga S3).I whakapumautia ano tenei e nga uara RCT i tangohia mai i te waahi Nyquist i te Whakaahua 6d (tepu S3), i kitea ai kua heke nga uara RCT me te piki haere o nga ihirangi o C76.He rite ano enei hua ki te rangahau a Lee na te taapiri o te waro mesoporous ki te mesoporous WO3 i pai ake ai te whakawhiti utu i runga i te VO2+/VO2+35.Ko te tohu tenei ka nui ake te whakawhirinaki o te tauhohenga pai ki te kawe o te hiko (C=C here)18,24,35,36,37.Nā te rerekētanga o te āhuahanga ruruku i waenga i te [VO(H2O)5]2+ me te [VO2(H2O)4]+, ka taea hoki e C76 te whakaiti i te taumahatanga o te whakautu ma te whakaiti i te kaha o te kiko.Heoi, kare pea e taea ki nga hiko HWO.
(a) Te whanonga voltammetric huri noa o te UCC me te HWO-C76 hiato me nga rereke HWO:C76 i nga tauhohenga VO2+/VO2+ i te 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl electrolyte (i ν = 5 mV/s).(b) Randles-Sevchik me (c) Ko te tikanga VO2+/VO2+ a Nicholson mo te whakatau tata i te pai o te tohatoha me te whiwhi uara k0 (d).
Ehara i te mea ko te HWO-50% C76 anake e whakaatu ana i te mahi electrocatalytic rite C76 mo te tauhohenga VO2+/VO2+, engari, ko te mea whakamere, i peehia ano e ia te kukuwhatanga o te hau maota ki te C76, penei i te ahua.6a, i tua atu i te whakaatu i te porowhita iti ake i te piki.6g (RCT raro).I whakaatu a C76 i te Ipa/Ipc teitei ake i te HWO-50% C76 (Ripanga S3), ehara i te pai ake o te whakahokihohohohohohohenga, engari na te inaki ki te tihi whakaheke maota i te 1.2 V i whakaritea ki a SHE.Ko te mahi pai rawa atu o te HWO-50% C76 e kiia ana ko te whakakotahitanga i waenga i te C76 tino kawe i te kino me te makuku me nga mahi catalytic o W-OH i runga i te HWO.Ahakoa he iti ake te tukunga maataa ka pai ake te utu o te puutau katoa, ka pai ake nga kinetics ka piki ake te pai o te ngaohiko pūtau katoa.
E ai ki te wharite S1, mo te tauhohenga ahua-whakahoki (te ahua puhoi te whakawhiti irahiko) e whakahaeretia ana e te whakamaaramatanga, ko te teitei o te ia (IP) ka whakawhirinaki ki te maha o nga irahiko (n), te horahanga hiko (A), te whakarea diffusion (D), te tau. o te whakarea whakawhiti irahiko (α) me te tere matawai (ν).Hei ako i te whanonga tohatoha o nga taonga kua whakamatauria, i tuhia te hononga i waenga i te IP me te ν1/2 me te whakaatu i te Whakaahua 6b.I te mea ko nga rawa katoa e whakaatu ana i te hononga raina, ka whakahaerehia te tauhohenga ma te tohatoha.I te mea ko te tauhohenga VO2+/VO2+ he ahua-whakahokia, ko te pikinga o te raina e whakawhirinaki ana ki te whakarea tohatoha me te uara o te α (write S1).Na te whakarea whakawehenga tonu (≈ 4 × 10–6 cm2/s)52, ko te rereketanga o te pikinga raina e whakaatu tika ana i nga uara rereke o te α, no reira he rereke nga reiti o te whakawhiti irahiko ki te mata hiko, me te C76 me te HWO -50 % C76, e whakaatu ana i nga titahatanga teitei rawa (te tere o te whakawhiti irahiko).
Ko nga titahatanga Warburg iti-auau kua tohua (W) e whakaatuhia ana i te Ripanga S3 (Fig. 6d) he uara tata ki te 1 mo nga rawa katoa, e tohu ana i te tino tiritiri o nga matūriki redox me te whakau i te whanonga raina o te IP ki te ν1/2 mo CV.inenga .Mo te HWO-50% C76, ka rere ke te titahatanga o Warburg mai i te kotahitanga ki te 1.32, e kii ana he takoha ehara i te mea noa mai i te whakamaoritanga ahua-kore o nga reactants (VO2+), engari ano pea he whanonga papa angiangi i roto i te whanonga whakarara na te porosity electrode.
Hei tātari ake i te reversibility (tere whakawhiti irahiko) o te VO2+/VO2+ tauhohenga redox, i whakamahia ano te tikanga tauhohenga quasi-reversible Nicholson ki te whakatau i te auau paerewa k041.42.Ka mahia tenei ma te whakatakoto i te tawhā neke inenga Ψ hei mahi o te ΔEp hei mahi o ν−1/2 ma te whakamahi i te wharite S2.Ko te Ripanga S4 e whakaatu ana i nga uara Ψ mo ia rawa hiko.Tuhia nga hua (Whakaahua 6c) kia whiwhi k0 × 104 cm/s (i tuhia ki te taha o ia rarangi ka whakaatuhia ki te Ripanga S4) ma te whakamahi i te wharite S3 mo te pikitanga o ia papa.Ko te HWO-50% C76 i kitea ko te pikinga teitei rawa atu (Fig. 6c) no reira ko te uara k0 teitei o te 2.47 × 10–4 cm/s.Ko te tikanga ko tenei electrode e whakarato ana i nga kinetics tere e rite ana ki nga hua CV me EIS i roto i nga Whakaahua 6a me te d me te Ripanga S3.I tua atu, i riro mai ano nga uara k0 mai i nga papa o Nyquist (Fig. 6d) o te Wharite S4 ma te whakamahi i nga uara RCT (Ripanga S3).Ko enei hua k0 mai i te EIS kua whakarāpopotohia ki te Ripanga S4 me te whakaatu hoki ko te HWO-50% C76 e whakaatu ana i te tere o te whakawhiti irahiko na te kaha o te mahi tahi.Ahakoa he rereke te uara o te k0 na te rerekee o te takenga mai o ia tikanga, ka whakaatu tonu i te raupapa o te rahi me te whakaatu i te riterite.
Ki te tino mohio ki nga kinetics tino pai ka taea te whakatutuki, he mea nui ki te whakataurite i nga mea hiko tino pai me nga hiko UCC me te TCC kore.Mo te tauhohenga VO2+/VO2+, ehara i te HWO-C76 anake te whakaatu i te iti rawa o te ΔEp me te pai ake o te whakahuri, engari i tino pehia te hohenga kuwhatanga o te maota parasitic i whakaritea ki te TCC, e tohuhia ana e te heke nui o naianei i te 1.45 V ki te kite i te OHA (Fig. 7a).Mo te pumau, i mahara matou he pumau a HWO-50% C76 na te mea i konatunatua te whakakorikori ki te herenga PVDF, katahi ka tukuna ki nga hiko o te kakahu waro.I whakaritea ki te 50 mV mo te UCC, HWO-50% C76 i whakaatu te nekehanga teitei o te 44 mV i muri i nga huringa 150 (te whakahekenga 0.29 mV / huringa) (Whakaahua 7b).Kaore pea he rerekee nui, engari he tino puhoi te kinetics o nga hiko UCC me te whakaheke me te eke paihikara, ina koa mo te tauhohenga o muri.Ahakoa he pai ake te whakahuri o TCC i tera o UCC, i kitea he nui te nekehanga o te tihi o TCC o 73 mV i muri i nga huringa 150, na te nui o te maota i tukuna mai i tona mata.Hei whakarite kia piri pai te whakakōkī ki te mata hiko.Ka kitea i runga i nga irahiko katoa i whakamatauria, ara ko te hunga kaore he whakakōkiri tautoko e whakaatu ana i nga nekehanga rereke o te koretake o te eke paihikara, e kii ana ko nga huringa o te wehenga teitei i te wa e eke paihikara ana na te whakakorenga o nga rawa na nga huringa matū, kaua ki te wehenga whakakorikori.Ano, mehemea he nui nga matūriki whakakōkī ka wehea mai i te mata hiko, ka nui ake te pikinga o te wehenga teitei (ehara i te 44 mV anake), i te mea ko te tïpako (UCC) he kore mahi mo te VO2+/VO2+ tauhohenga redox.
Te whakataurite o te CV (a) me te pumau o te tauhohenga redox VO2+/VO2+ (b) o te rauemi hiko tino pai mo te CCC.I roto i te electrolyte 0.1 M VOSO4/1 M H2SO4 + 1 M HCl, he rite nga CV katoa ki te ν = 5 mV/s.
Hei whakanui ake i te ataahua ohaoha o te hangarau VRFB, he mea nui te whakapai ake me te mohio ki nga kinetics o te tauhohenga vanadium redox ki te whakatutuki i te kaha o te kaha.I whakaritea nga hiato HWO-C76, ka akohia to raatau paanga hiko ki te tauhohenga VO2+/VO2+.I whakaatu a HWO i te whakanikoniko iti engari i tino pehia te whanaketanga maota i roto i nga electrolytes waikawa whakauru.He maha nga owehenga o te HWO:C76 i whakamahia ki te arotau atu i nga kinetics o nga hiko-a-HWO.Ko te whakanui ake i nga ihirangi o te C76 ki te HWO ka taea te whakapai ake i nga hikoi whakawhiti irahiko o te tauhohenga VO2+/VO2+ i runga i te electrode kua whakarereketia, kei roto ko te HWO-50% C76 te mea tino pai na te mea ka whakahekehia te parenga whakawhiti utu me te peehi ano i te whanaketanga hau maataa i whakaritea ki C76.ka tukuna a TCC.I puta mai tenei na te whakahiatotanga i waenga i te C=C sp2 hybridization, OH me W-OH roopu mahi.Ko te reiti paheketanga o te HWO-50% C76 i kitea he 0.29mV/huringa i raro i te paihikara maha i te UCC me te TCC he 0.33mV/huringa me te 0.49mV/hurihuri, ka tino pumau i roto i nga electrolytes waikawa whakauru.Ko nga hua e whakaatuhia ana i whakaatu angitu i nga rauemi hiko teitei mo te tauhohenga VO2+/VO2+ me te kinetics tere me te tino pumau.Ma tenei ka piki ake te ngaohiko whakaputa, na reira ka pai ake te kaha o te mana o te VRFB, na reira ka whakaiti i te utu mo tana hokohoko a meake nei.
Ko nga huingararaunga i whakamahia, i wetewetehia ranei i roto i te rangahau o naianei ka waatea mai i nga kaituhi i runga i te tono whaitake.
Luderer G. et al.Te Whakatau i te Hau me te Hiko o te Ra i roto i nga Tauari Pungao-Waaro iti o te Ao: He Whakataki.Ohaoha Pungao.64, 542–551.https://doi.org/10.1016/j.eneco.2017.03.027 (2017).
Lee, HJ, Park, S. me Kim, H. Te tātaritanga o te paanga o te whakahekenga MnO2 i runga i te mahi a te vanadium manganese redox rere pākahiko.J. Matū hiko.hapori.165(5), A952-A956.https://doi.org/10.1149/2.0881805jes (2018).
Shah, AA, Tangirala, R., Singh, R., Wills, RGA me Walsh, FK tauira waeine hihiko mo te pākahiko rere redox katoa-vanadium.J. Matū hiko.hapori.158(6), A671.https://doi.org/10.1149/1.3561426 (2011).
Gandomi, YA, Arona, DS, Zawodzinski, TA, me Mench, MM He tauira inenga tohatoha me te tauira manatoko mo te pākahiko rere redox katoa-vanadium.J. Matū hiko.hapori.163(1), A5188-A5201.https://doi.org/10.1149/2.0211601jes (2016).
Tsushima, S. me Suzuki, T. Te whakatauira me te whaihanga o te pākahiko vanadium redox me te papa rewharewha interdigitated ki te arotau i te hanganga hiko.J. Matū hiko.hapori.167(2), 020553. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ab6dd0 (2020).
Sun, B. me Skillas-Kazakos, M. Whakarerekētanga o nga Rauemi Electrode Graphite mo te Whakamahinga i roto i te Vanadium Redox Batteries - I. Heat Treatment.matū hiko.Acta 37(7), 1253–1260.https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85064-R (1992).
Liu, T., Li, S., Zhang, H., me Chen, J. Ko te ahunga whakamua i roto i nga rauemi hiko hei whakapai ake i te kaha o te kaha i roto i nga pihini rere vanadium (VFBs).J. Matū Pūngao.27(5), 1292–1303.https://doi.org/10.1016/j.jechem.2018.07.003 (2018).
Liu, QH et al.He tino pai te rere o te pūtau rere vanadium redox me te whirihoranga hiko me te kowhiringa membrane.J. Matū hiko.hapori.159(8), A1246-A1252.https://doi.org/10.1149/2.051208jes (2012).
Wei, G., Jia, K., Liu, J., me Yang, K. Composite carbon nanotube catalyst electrodes with carbon felt support for vanadium redox battery applications.J. Tuku hiko.220, 185-192.https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.081 (2012).
Marama, S., Kwon, BV, Chang, Y., me Kwon, Y. Ko te painga o te bismuth sulfate i whakatakotoria ki runga i nga CNT waikawa i runga i te mahi a te vanadium redox rere pākahiko.J. Matū hiko.hapori.166(12), A2602.https://doi.org/10.1149/2.1181912jes (2019).
Huang, R.-H.tatari.Ko nga hiko kaha kua whakarereketia me te konukawata/taiepa maha-taiepa waro ngongo mo nga pākahiko rere vanadium redox.J. Matū hiko.hapori.159(10), A1579.https://doi.org/10.1149/2.003210jes (2012).
Engari, S. et al.Ko te vanadium redox rere pākahiko e whakamahi ana i nga hikohiko kua whakapaipaihia ki te hauota-doped waro nanotubes i ahu mai i nga scaffolds organometallic.J. Matū hiko.hapori.165(7), A1388.https://doi.org/10.1149/2.0621807jes (2018).
Khan, P. et al.Ko nga pepa nano o te Graphene oxide hei rauemi hiko hiko mo te VO2+/ me te V2+/V3+ mo nga takirua redox mo nga pākahiko rere vanadium redox.Carbon 49(2), 693–700.https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.10.022 (2011).
Gonzalez, Z. et al.He pai te mahi hiko o te kauwhata-whakarerekehia e te graphene mo nga pākahiko vanadium redox.J. Tuku hiko.338, 155-162.https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.10.069 (2017).
González Z., Vizirianu S., Dinescu G., Blanco S. me Santamaria R. Wao nanowall kiriata rite nanostructured electrode rauemi i roto i te vanadium redox rere pākahiko.Pūngao Nano 1(6), 833–839.https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.003 (2012).
Opar DO, Nankya R., Lee J., me Yung H. E toru-ahu te waro mesoporous kua whakarereketia e te graphene-whakarereke mo nga pākahiko rere vanadium redox.matū hiko.Ture 330, 135276. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135276 (2020).