גראַפיט איז צעטיילט אין קינסטלעכע גראַפיט און נאַטירלעכע גראַפיט, די וועלט 'ס פּראָווען רעזערוון פון נאַטירלעכע גראַפיט אין וועגן 2 ביליאָן טאָן.
קינסטלעכע גראַפיט ווערט באַקומען דורך דער דעקאָמפּאָזיציע און היץ באַהאַנדלונג פון קאַרבאָן-האַלטיקע מאַטעריאַלן אונטער נאָרמאַלן דרוק. די טראַנספאָרמאַציע דאַרף גענוג הויך טעמפּעראַטור און ענערגיע ווי די טרייבקראַפט, און די נישט-געאָרדנטע סטרוקטור וועט ווערן טראַנספאָרמירט אין אַ אָרדנטלעכע גראַפיט קריסטאַל סטרוקטור.
גראַפיטיזאַציע איז אין ברייטסטן זין פון קאַרבאָן מאַטעריאַלן דורך היץ באַהאַנדלונג מיט קאַרבאָן אַטאָמען העכער 2000 ℃, אָבער עטלעכע קאַרבאָן מאַטעריאַלן גראַפיטיזירן זיך ביי הויך טעמפּעראַטורן העכער 3000 ℃. דעם סאָרט קאַרבאָן מאַטעריאַל איז באַקאַנט ווי "האַרט האָלצקוילן". פֿאַר לייכט גראַפיטיזירטע קאַרבאָן מאַטעריאַלן, די טראַדיציאָנעלע גראַפיטיזאַציע מעטאָדן אַרייַננעמען הויך טעמפּעראַטור און הויך דרוק מעטאָדן, קאַטאַליטישע גראַפיטיזאַציע, כעמישער פארע דעפּאַזישאַן מעטאָדן, אאז"ו ו.
גראַפיטיזאַציע איז אַן עפעקטיוו מיטל פון הויך צוגעגעבענער ווערט נוצן פון קאַרבאָנעזישע מאַטעריאַלן. נאָך ברייטע און טיפע פאָרשונג דורך געלערנטע, איז עס איצט באַזיקלי רייף. אָבער, עטלעכע אומגינציקע סיבות באַגרענעצן די אַפּליקאַציע פון טראַדיציאָנעלער גראַפיטיזאַציע אין אינדוסטריע, אַזוי עס איז אַן אַנווייַזלעך גאַנג צו ויספאָרשן נייַע גראַפיטיזאַציע מעטהאָדס.
די מעטאָדע פֿאַר עלעקטראָליז אין געשמאָלצן זאַלץ זינטן 19טן יאָרהונדערט איז געווען מער ווי אַ יאָרהונדערט פֿון אַנטוויקלונג, די גרונט טעאָריע און נײַע מעטאָדן זענען קעסיידער אין חידוש און אַנטוויקלונג, און איז איצט ניט מער באַגרענעצט צו דער טראַדיציאָנעלער מעטאַלורגישער אינדוסטריע. אין אָנהייב פֿונעם 21סטן יאָרהונדערט איז די מעטאָדע פֿאַר עלעקטראָליז אין דער געשמאָלצן זאַלץ סיסטעם געוואָרן מער אַקטיוו אין דער צוגרייטונג פֿון עלעמענטאַרע מעטאַלן דורך עלעקטראָליזירן רעדוקציע אין האַרט אָקסייד.
לעצטנס, האט א נייע מעטאד פארן צוגרייטן גראַפיט מאַטעריאַלן דורך געשמאָלצן זאַלץ עלעקטראָליז געצויגן פיל אויפמערקזאַמקייט.
דורך קאַטאָדישע פּאָלאַריזאַציע און עלעקטראָדעפּאָזיציע, ווערן די צוויי פֿאַרשידענע פֿאָרמען פֿון קוילן-רוי מאַטעריאַלן פֿאַרוואַנדלט אין נאַנאָ-גראַפֿיט מאַטעריאַלן מיט אַ הויכן צוגעגעבענעם ווערט. פֿאַרגליכן מיט דער טראַדיציאָנעלער גראַפֿיטיזאַציע טעכנאָלאָגיע, האָט די נייע גראַפֿיטיזאַציע מעטאָדע די מעלות פֿון אַ נידעריקערער גראַפֿיטיזאַציע טעמפּעראַטור און אַ קאָנטראָלירבאַרער מאָרפֿאָלאָגיע.
די דאזיקע פאפיר באריכטעט דעם פארשריט פון גראַפיטיזאַציע דורך עלעקטראָכעמישער מעטאָדע, שטעלט פאר די נייע טעכנאָלאָגיע, אַנאַליזירט אירע מעלות און חסרונות, און פּראָספּעקטירט איר צוקונפֿטיקע אַנטוויקלונג טענדענץ.
ערשטער, מאָולטאָן זאַלץ עלעקטראָליטיק קאַטאָוד פּאָלאַריזאַציע אופֿן
1.1 די רוי מאַטעריאַל
איצט, די הויפּט רוי מאַטעריאַל פון קינסטלעך גראַפיט איז נאָדל קאָוק און פּעך קאָוק פון הויך גראַפיטיזאַטיאָן גראַד, נעמליך דורך די ייל רעזאַדו און קוילן טער ווי רוי מאַטעריאַל צו פּראָדוצירן אַ הויך-קוואַליטעט טשאַד מאַטעריאַל, מיט נידעריק פּאָראָסיטי, נידעריק שוועבל, נידעריק אַש אינהאַלט און אַדוואַנידזשיז פון גראַפיטיזאַטיאָן, נאָך זייַן צוגרייטונג אין גראַפיט האט גוט קעגנשטעל צו פּראַל, הויך מעכאַניקאַל שטאַרקייַט, נידעריק קעגנשטעל,
אבער, באגרענעצטע אויל רעזערוון און פלוקטואירנדע אויל פרייזן האבן באגרענעצט זיין אנטוויקלונג, אזוי אז זוכן נייע רוי מאטעריאלן איז געווארן א דרינגענדע פראבלעם וואס דארף געלייזט ווערן.
טראדיציאנעלע גראַפיטיזאַציע מעטאָדן האָבן לימיטאַציעס, און פֿאַרשידענע גראַפיטיזאַציע מעטאָדן נוצן פֿאַרשידענע רוי מאַטעריאַלן. פֿאַר נישט-גראַפיטיזירטן קוילן, קענען טראַדיציאָנעלע מעטאָדן עס קוים גראַפיטיזירן, בשעת די עלעקטראָכעמישע פֿאָרמולע פֿון געשמאָלצן זאַלץ עלעקטראָליז ברעכט דורך די לימיטאַציע פֿון רוי מאַטעריאַלן, און איז פּאַסיק פֿאַר כּמעט אַלע טראַדיציאָנעלע קוילן מאַטעריאַלן.
טראדיציאנעלע קוילן מאַטעריאַלן אַרייַננעמען קוילן שוואַרץ, אַקטיוויירט קוילן, קוילן, אאז"וו, צווישן וועלכע קוילן איז די מערסט פּראַמאַסינג. די קוילן-באַזירט טינט נעמט קוילן ווי די פּריקורסאָר און איז צוגעגרייט אין גראַפיט פּראָדוקטן ביי הויך טעמפּעראַטור נאָך פאַר-באַהאַנדלונג.
לעצטנס, האט די דאזיגע פאפיר פארגעשלאגן א נייע עלעקטראכעמישע מעטאד, ווי למשל פענג, וואס דורך געשמאָלצן זאלץ עלעקטראליזיס וועט מסתמא נישט גראפיטיזירן קארבאן שוואַרץ אין די הויכע קריסטאליניטי פון גראפיט, די עלעקטראליזיס פון גראפיט מוסטערן וואס אנטהאלטן די בלעטל-פארעם גראפיט נאנאמעטער טשיפס, האט א הויכע ספעציפישע אייבערפלאך שטח, און ווען גענוצט פאר א ליטיום באטעריע קאטאדע האט געוויזן אן אויסגעצייכנטע עלעקטראכעמישע פערפארמענס מער ווי נאטירלעכע גראפיט.
זשו און אנדערע האבן אריינגעלייגט די דעאשינג-באהאנדלטע נידעריג-קוואליטעט קוילן אין א CaCl2 געשמאָלצן זאלץ סיסטעם פאר עלעקטראליז ביי 950 ℃, און האבן מצליח געווען צו פארוואנדלען די נידעריג-קוואליטעט קוילן אין גראַפיט מיט הויכער קריסטאַליניטי, וואָס האט געוויזן גוטע ראטע פאָרשטעלונג און לאַנג ציקל לעבן ווען געניצט ווי אַן אַנאָדע פון אַ ליטהיום-יאָן באַטעריע.
דער עקספּערימענט ווײַזט אַז עס איז מעגלעך צו פאַרוואַנדלען פֿאַרשידענע טיפּן טראַדיציאָנעלע קוילן מאַטעריאַלן אין גראַפיט דורך מיטל פון געשמאָלצן זאַלץ עלעקטראָליז, וואָס עפֿנט אַ נײַעם וועג פֿאַר צוקונפֿטיקן סינטעטישן גראַפיט.
1.2 דער מעכאניזם פון
די געשמאָלצן זאַלץ עלעקטראָליזיס מעטאָדע ניצט קאַרבאָן מאַטעריאַל ווי קאַטאָדע און קאָנווערטירט עס אין גראַפיט מיט הויך קריסטאַליניטי דורך מיטל פון קאַטאָדיש פּאָלאַריזאַציע. איצט דערמאנט די עקזיסטירנדיקע ליטעראַטור די באַזייַטיקונג פון זויערשטאָף און לאַנג-דיסטאַנס ריאָרגאַניזאַציע פון קאַרבאָן אַטאָמען אין דעם פּאָטענציעלן קאָנווערסיע פּראָצעס פון קאַטאָדיש פּאָלאַריזאַציע.
די אנוועזנהייט פון זויערשטאָף אין קוילן מאַטעריאַלן וועט שטערן גראַפיטיזאַציע צו אַ געוויסער מאָס. אין דעם טראַדיציאָנעלן גראַפיטיזאַציע פּראָצעס, וועט זויערשטאָף ווערן פּאַמעלעך אַוועקגענומען ווען די טעמפּעראַטור איז העכער ווי 1600K. אָבער, עס איז גאָר באַקוועם צו דעאָקסידירן דורך קאַטאָדישער פּאָלאַריזאַציע.
פענג און אנדערע האבן אין די עקספערימענטן צום ערשטן מאל פארגעשטעלט דעם קאטאדישן פאלאריזאציע פאטענציאל מעכאניזם פון עלעקטראליז דורך צעשמאלצן זאלץ, נעמליך איז גראַפיטיזאציע, דער ערשטער ארט צו אנהייבן איז צו געפינען זיך אין די הארט קוילן-מיקראספערע/עלעקטראליט גרענעץ. ערשט פארמירט זיך ארום א גראפיט-שאָל פון דעם זעלבן דיאַמעטער, און דערנאך פארשפרייטן זיך די סטאַבילע, הידראָוסע קוילן-אטאמען צו א מער סטאַבילע, אויסערלעכע גראפיט-פלאַקע, ביז עס ווערט גאָר גראַפיטיזירט.
דער גראַפיטיזאַציע פּראָצעס ווערט באַגלייט מיטן באַזייַטיקונג פון זויערשטאָף, וואָס ווערט אויך באַשטעטיקט דורך עקספּערימענטן.
דזשין און אנדערע האבן אויך באוויזן דעם שטאנדפונקט דורך עקספערימענטן. נאך קארבאניזאציע פון גלוקאז, איז גראַפיטיזאציע (17% זויערשטאף אינהאלט) דורכגעפירט געווארן. נאך גראַפיטיזאציע, האבן די ארגינעלע פעסטע קוילן-קוילן (פיגור 1א און 1ג) געשאפן א פארעזן שאל צוזאמענגעשטעלט פון גראַפיט נאנא-שיכטן (פיגור 1ב און 1ד).
דורך עלעקטראָליז פון קוילן פֿאַזערס (16% זויערשטאָף), קענען די קוילן פֿאַזערס ווערן פארוואנדלט אין גראַפיט רערן נאָך גראַפיטיזאַציע לויטן קאָנווערסיע מעקאַניזם ספּעקולירט אין דער ליטעראַטור.
מען גלויבט אז, די לאנג-דיסטאנץ באוועגונג איז אונטער קאטאדישע פאלאריזאציע פון קוילן-שטאף אטאמען, די הויך-קריסטאל גראפיט צו אמורפע קוילן-שטאף מוז ווערן איבערגעארבעט, סינטעטיש גראפיט האט אייגנארטיגע בלעטער-פארעמען נאנאסטרוקטורן וואס נוצן זויערשטאף אטאמען, אבער די ספעציפישע ווי אזוי עס צו באאיינפלוסן גראפיט נאנאמעטער סטרוקטור איז נישט קלאר, ווי למשל זויערשטאף פון קוילן-שטאף סקעלעט נאך די קאטאד רעאקציע, אא"וו.
איצט איז די פאָרשונג איבער דעם מעכאניזם נאָך אין דער ערשטער שטאַפּל, און ווייטערדיקע פאָרשונג איז נויטיק.
1.3 מאָרפאָלאָגישע כאַראַקטעריזאַציע פון סינטעטישן גראַפיט
SEM ווערט גענוצט צו באאבאכטן די מיקראסקאפישע אייבערפלאך מאָרפאָלאָגיע פון גראַפיט, TEM ווערט גענוצט צו באאבאכטן די סטרוקטורעלע מאָרפאָלאָגיע פון ווייניקער ווי 0.2 מיקראָמעטער, XRD און ראַמאַן ספּעקטראָסקאָפּיע זענען די מערסט אָפט גענוצטע מיטלען צו כאַראַקטעריזירן די מיקראָסטרוקטור פון גראַפיט, XRD ווערט גענוצט צו כאַראַקטעריזירן די קריסטאַל אינפֿאָרמאַציע פון גראַפיט, און ראַמאַן ספּעקטראָסקאָפּיע ווערט גענוצט צו כאַראַקטעריזירן די חסרונות און אָרדענונג גראַד פון גראַפיט.
עס זענען דא אסאך פּאָרן אין דעם גראַפיט צוגעגרייט דורך קאַטאָדע פּאָלאַריזאַציע פון געשמאָלצן זאַלץ עלעקטראָליז. פֿאַר פֿאַרשידענע רוי מאַטעריאַלן, אַזאַ ווי קאַרבאָן שוואַרץ עלעקטראָליז, ווערן באַקומען בלומען-ווי פּאָרעזע נאַנאָסטרוקטורן. XRD און ראַמאַן ספּעקטרום אַנאַליז ווערן דורכגעפֿירט אויף דעם קאַרבאָן שוואַרץ נאָך עלעקטראָליז.
ביי 827 ℃, נאכדעם וואס עס ווערט באהאנדלט מיט 2.6V וואלטאזש פאר 1 שעה, איז די ראַמאַן ספּעקטראַל בילד פון קוילן שוואַרץ כּמעט די זעלבע ווי די פון קאמערציעלע גראַפיט. נאכדעם וואס דער קוילן שוואַרץ ווערט באהאנדלט מיט פארשידענע טעמפּעראַטורן, ווערט דער שאַרפער גראַפיט כאַראַקטעריסטישער שפּיץ (002) געמאָסטן. דער דיפראַקציע שפּיץ (002) רעפּרעזענטירט דעם גראַד פון אָריענטאַציע פון דער אַראָמאַטישער קוילן שיכט אין גראַפיט.
וואָס שאַרפער די קאַרבאָן שיכט איז, אַלץ מער אָריענטירט איז זי.
זשו האט גענוצט די גערייניקטע אונטערשטע קוילן אלס די קאטאד אין דעם עקספערימענט, און די מיקראסטרוקטור פון דעם גראַפיטיזירטן פּראָדוקט איז טראַנספאָרמירט געוואָרן פון גראַניאַלער צו גרויסער גראַפיט סטרוקטור, און די ענגע גראַפיט שיכט איז אויך באמערקט געוואָרן אונטערן הויך-ראַטע טראַנסמיסיע עלעקטראָן מיקראָסקאָפּ.
אין ראַמאַן ספּעקטראַ, מיט דער ענדערונג פון עקספּערימענטאַלע באַדינגונגען, האָט זיך דער ID/Ig ווערט אויך געביטן. ווען די עלעקטראָליטישע טעמפּעראַטור איז געווען 950 ℃, איז די עלעקטראָליטישע צייט געווען 6 שעה, און די עלעקטראָליטישע וואָולטאַזש איז געווען 2.6V, דער נידעריגסטער ID/Ig ווערט איז געווען 0.3, און דער D שפּיץ איז געווען פיל נידעריגער ווי דער G שפּיץ. אין דער זעלבער צייט, האָט דער אויסזען פון 2D שפּיץ אויך רעפּרעזענטירט די פאָרמירונג פון אַ העכסט אָרדנטלעכער גראַפיט סטרוקטור.
דער שאַרפער (002) דיפראַקציע שפּיץ אין דעם XRD בילד באַשטעטיקט אויך די געראָטענע קאָנווערסיע פון ערגערע קוילן אין גראַפיט מיט הויכער קריסטאַליניטי.
אין דעם גראַפיטיזאַציע פּראָצעס, וועט די העכערונג פון טעמפּעראַטור און וואָולטאַזש שפּילן אַ פּראָמאָווינג ראָלע, אָבער צו הויך וואָולטאַזש וועט רעדוצירן די פּראָדוקציע פון גראַפיט, און צו הויך טעמפּעראַטור אָדער צו לאַנג גראַפיטיזאַציע צייט וועט פירן צו אַ וויסט פון רעסורסן, אַזוי פֿאַר פאַרשידענע טשאַד מאַטעריאַלן, איז עס באַזונדערס וויכטיק צו ויספאָרשן די מערסט פּאַסיק עלעקטראָליטישע באדינגונגען, וואָס איז אויך דער פאָקוס און שוועריקייט.
די בלומען-ענלעכע פלעק נאַנאָסטרוקטור האט אויסגעצייכנטע עלעקטראָכעמישע אייגנשאַפטן. א גרויסע צאָל פּאָרן לאָזן יאָנען שנעל ווערן אַרייַנגעשטעלט/אַראָפּגענומען, און דאָס גיט הויך-קוואַליטעט קאַטאָדע מאַטעריאַלן פֿאַר באַטעריעס, אאז"וו. דעריבער, איז די עלעקטראָכעמישע מעטאָדע גראַפיטיזאַציע אַ זייער פּאָטענציעלע גראַפיטיזאַציע מעטאָדע.
צעשמאָלצן זאַלץ עלעקטראָדעפּאָזיציע מעטאָד
2.1 עלעקטראָדעפּאַזישאַן פון קוילן דייאַקסייד
אלס דער וויכטיגסטער גרין־הויז גאז, איז CO2 אויך א נישט־טאקסישער, אומשעדלעכער, ביליגער און לייכט צוטריטלעכער באנייבארער מיטל. אבער, קוילן־שטאף אין CO2 איז אין דעם העכסטן אקסידאציע־צושטאנד, ממילא האט CO2 א הויכע טערמאדינאמישע פעסטקייט, וואס מאכט עס שווער צו ווידער־ניצן.
די ערשטע פאָרשונג וועגן CO2 עלעקטראָדעפּאַזישאַן קען מען צוריקפירן צו די 1960ער יאָרן. אינגרעם און אַנדערע האָבן מצליח געווען צו צוגרייטן קוילן אויף גאָלד עלעקטראָד אין דער געשמאָלצן זאַלץ סיסטעם פון Li2CO3-Na2CO3-K2CO3.
וואַן און אַנדערע האָבן אַרויסגעוויזן אַז די קוילן־פּודערס וואָס מען האָט באַקומען ביי פֿאַרשידענע רעדוקציע־פּאָטענציאַלן האָבן געהאַט פֿאַרשידענע סטרוקטורן, אַרייַנגערעכנט גראַפיט, אַמאָרפֿישער קוילן־שטאָף און קוילן־נאַנאָפֿײַבערס.
דורך געשמאָלצן זאַלץ צו כאַפּן CO2 און צוגרייטונג מעטאָד פון טשאַד מאַטעריאַל הצלחה, נאָך אַ לאַנג צייַט פון פאָרשונג געלערנטע האָבן פאָוקיסט אויף טשאַד דעפּאַזישאַן פאָרמירונג מעקאַניזאַם און די ווירקונג פון עלעקטראָליסיס באדינגונגען אויף די לעצט פּראָדוקט, וואָס אַרייַננעמען עלעקטראָליטיק טעמפּעראַטור, עלעקטראָליטיק וואָולטידזש און די זאַץ פון געשמאָלצן זאַלץ און עלעקטראָדז, אאז"ו ו, די צוגרייטונג פון הויך פאָרשטעלונג פון גראַפיט מאַטעריאַלס פֿאַר עלעקטראָדעפּאַזישאַן פון CO2 האט געלייגט אַ האַרט יסוד.
דורך ענדערן דעם עלעקטראָליט און ניצן CaCl2-באזירטן געשמאָלצן זאַלץ סיסטעם מיט העכערער CO2 כאַפּן עפעקטיווקייט, האָבן הו און אַנדערע מצליח געווען צו צוגרייטן גראַפֿען מיט אַ העכערן גראַפֿיטיזאַציע גראַד און טשאַד נאַנאָטובעס און אַנדערע נאַנאָגראַפֿיט סטרוקטורן דורך שטודירן עלעקטראָליטישע באדינגונגען ווי עלעקטראָליז טעמפּעראַטור, עלעקטראָד זאַץ און געשמאָלצן זאַלץ זאַץ.
קאַמפּערד מיט קאַרבאָנאַט סיסטעמען, האט CaCl2 די מעלות פון ביליק און גרינג צו באַקומען, הויך קאַנדאַקטיוויטי, גרינג צו צעלאָזן אין וואַסער, און העכער סאַליאַביליטי פון זויערשטאָף יאָנען, וואָס צושטעלן טעאָרעטישע באדינגונגען פֿאַר די קאַנווערזשאַן פון CO2 אין גראַפיט פּראָדוקטן מיט הויך צוגעגעבן ווערט.
2.2 טראַנספאָרמאַציע מעכאַניזם
די צוגרייטונג פון הויך-ווערט-צוגעגעבענע קוילן מאַטעריאַלן דורך עלעקטראָדעפּאָזיציע פון CO2 פון געשמאָלצן זאַלץ נעמט הויפּטזעכלעך איין CO2 קאַפּטשער און אומדירעקטע רעדוקציע. די קאַפּטשער פון CO2 ווערט פאַרענדיקט דורך פריי O2- אין געשמאָלצן זאַלץ, ווי געוויזן אין גלייכונג (1):
CO2+O2-→CO3 2- (1)
איצט זענען פארגעשטעלט געוואָרן דריי אומדירעקטע רעאַקציע מעקאַניזמען: איין-שטאַפּל רעאַקציע, צוויי-שטאַפּל רעאַקציע און מעטאַל רעדוקציע רעאַקציע מעקאַניזם.
דער איין-שריט רעאַקציע מעקאַניזם איז ערשט פארגעשטעלט געוואָרן דורך אינגרעם, ווי געוויזן אין גלייכונג (2):
CO3 2-+ 4E – →C+3O2- (2)
דער צוויי-שטאַפּל רעאַקציע מעקאַניזם איז פארגעשטעלט געוואָרן דורך באָרוקאַ און אַנדערע, ווי געוויזן אין גלייכונג (3-4):
CO3 2-+ 2E – →CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – →C+2O2- (4)
דער מעכאניזם פון מעטאַל רעדוקציע רעאַקציע איז פארגעשטעלט געוואָרן דורך דינהאַרדט און אַנדערע. זיי האָבן געגלייבט אַז מעטאַל יאָנען ווערן ערשט רעדוצירט צו מעטאַל אין קאַטאָדע, און דערנאָך ווערט דער מעטאַל רעדוצירט צו קאַרבאָנאַט יאָנען, ווי געוויזן אין גלייכונג (5~6):
מ- + ע – →מ (5)
4 מ + M2CO3 – > C + 3 מ2אָ (6)
איצט, איז דער איין-שריט רעאקציע מעקאניזם בכלל אנגענומען אין דער עקזיסטירנדיקער ליטעראַטור.
יין און זיינע חברים האבן שטודירט די Li-Na-K קארבאנאט סיסטעם מיט ניקעל אלס קאטאד, צין דיאקסייד אלס אנאד און זילבער דראט אלס רעפערענץ עלעקטראד, און באקומען די ציקלישע וואלטאמעטרי טעסט ציפער אין פיגור 2 (סקענינג ראטע פון 100 mV/s) ביי ניקעל קאטאד, און געפונען אז עס איז נאר געווען איין רעדוקציע שפיץ (ביי -2.0V) אין די נעגאטיווע סקענירונג.
דעריבער, קען מען אויספירן אז נאר איין רעאקציע איז פארגעקומען בעת דער רעדוקציע פון קארבאנאט.
גאַאָ און אַנדערע האָבן באַקומען די זעלבע ציקלישע וואָלטאַמעטריע אין דער זעלבער קאַרבאָנאַט סיסטעם.
גע און אנדערע האבן גענוצט אינערטע אנאדע און טונגסטן קאטאד צו כאפן CO2 אין די LiCl-Li2CO3 סיסטעם און באקומען ענליכע בילדער, און נאר א רעדוקציע שפיץ פון קוילן דעפאזיציע איז דערשינען אין די נעגאטיוו סקענירן.
אין דער אַלקאַלישער מעטאַל געשמאָלצן זאַלץ סיסטעם, וועלן אַלקאַלי מעטאַלן און CO ווערן גענערירט בשעת קאַרבאָן ווערט דעפּאַזיטירט דורך דער קאַטאָדע. אָבער, ווײַל די טערמאָדינאַמישע באַדינגונגען פון דער קאַרבאָן דעפּאַזישאַן רעאַקציע זענען נידעריקער ביי אַ נידעריקער טעמפּעראַטור, קען נאָר די רעדוקציע פון קאַרבאָנאַט צו קאַרבאָן דעטעקטירט ווערן אין דעם עקספּערימענט.
2.3 CO2 כאַפּן דורך געשמאָלצן זאַלץ צו צוגרייטן גראַפיט פּראָדוקטן
הויך-ווערט-צוגעגעבענע גראַפיט נאַנאָמאַטעריאַלן ווי גראַפֿען און טשאַד נאַנאָטובעס קענען צוגעגרייט ווערן דורך עלעקטראָדעפּאָזיציע פון CO2 פֿון געשמאָלצן זאַלץ דורך קאָנטראָלירן עקספּערימענטאַלע באַדינגונגען. הו און אַנדערע האָבן גענוצט ומבאַפלעקט שטאָל ווי קאַטאָדע אין די CaCl2-NaCl-CaO געשמאָלצן זאַלץ סיסטעם און עלעקטראָליזירט פֿאַר 4 שעה אונטער די באַדינגונג פון 2.6V קאָנסטאַנט וואָולטידזש ביי פֿאַרשידענע טעמפּעראַטורן.
דאנק די קאטאליז פון אייזן און דעם אויפרייסנדיקן עפעקט פון CO צווישן גראפיט שיכטן, איז גראפען געפונען געווארן אויף דער ייבערפלאך פון קאטאד. דער צוגרייטונג פראצעס פון גראפען ווערט געוויזן אין פיגור 3.
דאָס בילד
שפּעטערדיקע שטודיעס האָבן צוגעגעבן Li2SO4 אויף דער באַזע פון CaCl2-NaClCaO געשמאָלצן זאַלץ סיסטעם, עלעקטראָליז טעמפּעראַטור איז געווען 625 ℃, נאָך 4 שעה פון עלעקטראָליז, אין דער זעלביקער צייט אין דער קאַטאָדישער דעפּאַזישאַן פון טשאַד, געפֿונען גראַפֿען און טשאַד נאַנאָטובעס, די שטודיע האט געפֿונען אַז Li+ און SO4 2- האָבן אַ positive ווירקונג אויף גראַפֿיטיזאַציע.
שוועבל איז אויך געראָטן אינטעגרירט אין דעם טשאַד קערפּער, און אולטראַ-דין גראַפיט שיץ און פילאַמענטאַס טשאַד קענען באַקומען ווערן דורך קאָנטראָלירן די עלעקטראָליטישע באדינגונגען.
מאַטעריאַלן ווי עלעקטראָליטישע טעמפּעראַטורן זענען קריטיש פֿאַר דער פאָרמירונג פֿון גראַפֿען. ווען די טעמפּעראַטור איז העכער ווי 800 ℃, איז גרינגער צו שאַפֿן CO2 אַנשטאָט קוילן-הידראַטן. ווען די טעמפּעראַטור איז העכער ווי 950 ℃, ווערט כּמעט נישט פֿאַראורזאַכט קוילן-הידראַטן דעפּאַזישאַן. דעריבער, איז טעמפּעראַטור קאָנטראָל גאָר וויכטיק צו פּראָדוצירן גראַפֿען און קוילן-הידראַטן נאַנאָרובעס, און צו פֿאַרריכטן די נויטיקע CO2 רעאַקציע סינערגיע, כּדי צו זיכער מאַכן אַז די קאַטאָדע דזשענערירט אַ סטאַבילן גראַפֿען.
די ארבעטן צושטעלן א נייע מעטאד פאר דער צוגרייטונג פון נאַנאָ-גראַפיט פּראָדוקטן דורך CO2, וואָס איז פון גרויס באַדייטונג פֿאַר דער לייזונג פון גרין־הויז גאַזן און צוגרייטונג פון גראַפֿען.
3. קיצור און אויסזיכט
מיט דער שנעלער אַנטוויקלונג פון דער נײַער ענערגיע־אינדוסטריע, איז נאַטירלעכער גראַפיט נישט געווען ביכולת צו באַפרידיקן די איצטיקע נאָכפֿראַגע, און קינסטלעכער גראַפיט האט בעסערע פֿיזישע און כעמישע אייגנשאַפֿטן ווי נאַטירלעכער גראַפיט, אַזוי ביליקע, עפֿעקטיווע און סביבה־פֿרײַנדלעכע גראַפֿיטיזאַציע איז אַ לאַנג־טערמין ציל.
עלעקטראָכעמישע מעטאָדן גראַפיטיזאַציע אין האַרטע און גאַזאַרטיקע רוי מאַטעריאַלן מיט דער מעטאָדע פון קאַטאָדישער פּאָלאַריזאַציע און עלעקטראָכעמישער דעפּאַזיציע איז געווען געראָטן אַרויסצונעמען די גראַפיט מאַטעריאַלן מיט הויך צוגעגעבן ווערט, קאַמפּערד מיט דער טראַדיציאָנעלער וועג פון גראַפיטיזאַציע, די עלעקטראָכעמישע מעטאָדע איז פון העכער עפעקטיווקייט, נידעריקער ענערגיע קאַנסאַמשאַן, גרין ינווייראַנמענאַל שוץ, פֿאַר קליין לימיטעד דורך סעלעקציע מאַטעריאַלס אין דער זעלביקער צייט, לויט די פאַרשידענע עלעקטראָליז באדינגונגען קענען זיין צוגעגרייט אין פאַרשידענע מאָרפאָלאָגי פון גראַפיט סטרוקטור,
עס גיט אַן עפעקטיוו וועג פֿאַר אַלע מינים פון אַמאָרפֿיש קוילן און גרין־הויז גאַזן צו ווערן קאָנווערטירט אין ווערטפולע נאַנאָ-סטרוקטורירטע גראַפֿיט מאַטעריאַלן און האט אַ גוטע אַפּליקאַציע פּראָספּעקט.
איצט איז די טעכנאָלאָגיע נאָך אין אירע קינדער-יאָרן. עס זענען ווייניק שטודיעס וועגן גראַפיטיזאַציע דורך עלעקטראָכעמישער מעטאָדע, און עס זענען נאָך פילע אומבאַקאַנטע פּראָצעסן. דעריבער איז נויטיק צו אָנהייבן פֿון רוי מאַטעריאַלן און דורכפֿירן אַן אַלגעמיינע און סיסטעמאַטישע שטודיע וועגן פֿאַרשידענע אַמאָרפֿישע קאַרבאָנען, און אין דער זעלבער צייט אויספֿאָרשן די טערמאָדינאַמיק און דינאַמיק פֿון גראַפיט קאָנווערסיע אויף אַ טיפֿערן ניוואָ.
די האָבן ווייטגרייכנדיקע באַדייטונג פֿאַר דער צוקונפֿטיקער אַנטוויקלונג פֿון דער גראַפֿיט אינדוסטריע.
פּאָסט צייט: 10טן מײַ 2021