Nature.com ପରିଦର୍ଶନ କରିଥିବାରୁ ଧନ୍ୟବାଦ |ସୀମିତ CSS ସମର୍ଥନ ସହିତ ଆପଣ ଏକ ବ୍ରାଉଜର୍ ସଂସ୍କରଣ ବ୍ୟବହାର କରୁଛନ୍ତି |ସର୍ବୋତ୍ତମ ଅଭିଜ୍ଞତା ପାଇଁ, ଆମେ ପରାମର୍ଶ ଦେଉଛୁ ଯେ ଆପଣ ଏକ ଅପଡେଟ୍ ବ୍ରାଉଜର୍ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତୁ (କିମ୍ବା ଇଣ୍ଟରନେଟ୍ ଏକ୍ସପ୍ଲୋରରରେ ସୁସଙ୍ଗତତା ମୋଡ୍ ଅକ୍ଷମ କରନ୍ତୁ) |ଏହା ସହିତ, ନିରନ୍ତର ସମର୍ଥନ ନିଶ୍ଚିତ କରିବାକୁ, ଆମେ ଶ yles ଳୀ ଏବଂ ଜାଭାସ୍କ୍ରିପ୍ଟ ବିନା ସାଇଟ୍ ଦେଖାଇଥାଉ |
ସ୍ଲାଇଡ୍ ପ୍ରତି ସ୍ଲାଇଡ୍ ତିନୋଟି ଆର୍ଟିକିଲ୍ ଦେଖାଉଛି |ପ୍ରତ୍ୟେକ ସ୍ଲାଇଡ୍ ଦେଇ ଗତି କରିବା ପାଇଁ ସ୍ଲାଇଡ୍ କିମ୍ବା ଶେଷରେ ସ୍ଲାଇଡ୍ କଣ୍ଟ୍ରୋଲର୍ ବଟନ୍ ବ୍ୟବହାର କରିବାକୁ ପଛ ଏବଂ ପରବର୍ତ୍ତୀ ବଟନ୍ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତୁ |
ଦ୍ secondary ିତୀୟ Zn-air ବ୍ୟାଟେରୀ ପାଇଁ ଦକ୍ଷ, ଶସ୍ତା ଏବଂ ସ୍ଥାୟୀ ଅମ୍ଳଜାନ ହ୍ରାସ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା (ORR) ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକାଟାଲାଇଷ୍ଟଗୁଡିକ ମହତ୍ importance ପୂର୍ଣ |ଏକକ ଏବଂ ମିଶ୍ରିତ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଏବଂ ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକାଟାଲାଇଷ୍ଟର ORR କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ଡିସ୍କ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ (RDE) ମାପ, ଟାଫେଲ୍ opes ୁଲା ଏବଂ କୁଟେଟସ୍କି-ଲେଭିଚ୍ ପ୍ଲଟ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ଅନୁସନ୍ଧାନ କରାଯାଇଥିଲା |ଏହା ଦେଖାଗଲା ଯେ MnOx ଏବଂ XC-72R ର ମିଶ୍ରଣ ଉଚ୍ଚ PBP କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ଏବଂ ଭଲ ସ୍ଥିରତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ, 100 mA cm - 2 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ |ମନୋନୀତ ORR ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡଗୁଡିକର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ପୂର୍ବରୁ ଅପ୍ଟିମାଇଜଡ୍ ଅମ୍ଳଜାନ ବିବର୍ତ୍ତନ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା (OER) ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ତାପରେ ଏକ ତିନି-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ବିନ୍ୟାସନରେ କଷ୍ଟମ୍-ନିର୍ମିତ ଦ୍ secondary ିତୀୟ ଜିଙ୍କ-ଏୟାର ବ୍ୟାଟେରୀରେ ପରୀକ୍ଷଣ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଘନତା, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ମଲାରାଇଟି, ତାପମାତ୍ରା, ଅମ୍ଳଜାନ ଶୁଦ୍ଧତା ଥିଲା | ପରୀକ୍ଷିତORR ଏବଂ OER ର ଗୁଣ |ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ସ |।ଶେଷରେ, ଦ୍ Z ିତୀୟ ଜିଙ୍କ-ବାୟୁ ପ୍ରଣାଳୀର ସ୍ଥାୟୀତ୍ୱକୁ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରାଯାଇଥିଲା, 40 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ 4 M NaOH + 0.3 M ZnO ରେ 20 mA cm-2 ରେ 58–61% ଶକ୍ତି ଦକ୍ଷତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରାଯାଇଥିଲା |
ଅମ୍ଳଜାନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସହିତ ଧାତୁ-ବାୟୁ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡିକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଆକର୍ଷଣୀୟ ପ୍ରଣାଳୀ ଭାବରେ ବିବେଚନା କରାଯାଏ କାରଣ ଅମ୍ଳଜାନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ପାଇଁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଆକ୍ଟିଭ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଆଖପାଖ ବାୟୁମଣ୍ଡଳରୁ ସହଜରେ ମିଳିପାରିବ ଏବଂ ସଂରକ୍ଷଣର ଆବଶ୍ୟକତା ନାହିଁ |ଏହା ଅମ୍ଳଜାନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡକୁ ଅସୀମିତ କ୍ଷମତା ରଖିବାକୁ ଅନୁମତି ଦେଇ ସିଷ୍ଟମ ଡିଜାଇନ୍କୁ ସରଳ କରିଥାଏ, ଯାହାଦ୍ୱାରା ସିଷ୍ଟମର ଶକ୍ତି ସାନ୍ଧ୍ରତା ବ increasing ିଥାଏ |ତେଣୁ, ଲିଥିୟମ୍, ଆଲୁମିନିୟମ୍, ଆଇରନ୍, ଜିଙ୍କ, ଏବଂ ମ୍ୟାଗ୍ନେସିୟମ୍ ପରି ଆନାଡ୍ ସାମଗ୍ରୀ ବ୍ୟବହାର କରୁଥିବା ଧାତୁ-ବାୟୁ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ସେମାନଙ୍କର ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ କ୍ଷମତା ହେତୁ ଉତ୍ପନ୍ନ ହେଲା |ସେଥିମଧ୍ୟରୁ ଜିଙ୍କ ଏୟାର ବ୍ୟାଟେରୀ ମୂଲ୍ୟ, ନିରାପତ୍ତା ଏବଂ ପରିବେଶ ବନ୍ଧୁତ୍ୱର ବଜାର ଚାହିଦା ପୂରଣ କରିବାରେ ସକ୍ଷମ, ଯେହେତୁ ଜିଙ୍କରେ ଆନାଡ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ଅନେକ ଆକାଂକ୍ଷିତ ବ characteristics ଶିଷ୍ଟ୍ୟ ରହିଛି, ଯେପରିକି ଜଳୀୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟରେ ଭଲ ସ୍ଥିରତା, ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ସାନ୍ଧ୍ରତା ଏବଂ କମ୍ ସନ୍ତୁଳନ |ସମ୍ଭାବ୍ୟ।, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ରିଭର୍ସିବିଲିଟି, ଭଲ ବ electrical ଦୁତିକ କଣ୍ଡକ୍ଟିଭିଟି, ପ୍ରଚୁରତା ଏବଂ ନିୟନ୍ତ୍ରଣର ସହଜତା 4,5 |ସମ୍ପ୍ରତି, ଯଦିଓ ପ୍ରାଥମିକ ଜିଙ୍କ ଏୟାର ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡିକ ବ୍ୟବସାୟିକ ପ୍ରୟୋଗରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ ଯେପରିକି ଶ୍ରବଣ ଉପକରଣ, ରେଳ ସିଗନାଲ୍ ଏବଂ ନାଭିଗେସନ୍ ଲାଇଟ୍, ସେକେଣ୍ଡାରୀ ଜିଙ୍କ ଏୟାର ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକରେ ଲିଥିୟମ୍ ଆଧାରିତ ବ୍ୟାଟେରୀ ତୁଳନାରେ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ସାନ୍ଦ୍ରତା ପାଇଁ ସମ୍ଭାବନା ଥାଏ |ପୋର୍ଟେବଲ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ, ବ electric ଦ୍ୟୁତିକ ଯାନ, ଗ୍ରୀଡ୍ ସ୍କେଲ୍ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ଏବଂ ଅକ୍ଷୟ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନକୁ ସମର୍ଥନ କରିବା ପାଇଁ ଜିଙ୍କ ଏୟାର ବ୍ୟାଟେରୀ ଉପରେ ଅନୁସନ୍ଧାନ ଜାରି ରଖିବା ଏହା ମୂଲ୍ୟବାନ ଅଟେ |
ଦ୍ secondary ିତୀୟ Zn-air ବ୍ୟାଟେରୀର ବ୍ୟବସାୟିକରଣକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିବା ପାଇଁ ବାୟୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡରେ ଅମ୍ଳଜାନ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ଦକ୍ଷତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ହେଉଛି ଅମ୍ଳଜାନ ହ୍ରାସ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା (ORR) ଏବଂ ଅମ୍ଳଜାନ ବିବର୍ତ୍ତନ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା (OER) |ଏହି ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟରେ, ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ହାର ବ to ାଇବା ପାଇଁ ଦକ୍ଷ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକାଟାଲାଇଷ୍ଟ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ ଏବଂ ଏହିପରି ଦକ୍ଷତା ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇପାରିବ |ବର୍ତ୍ତମାନ, ବାଇଫଙ୍କସନ୍ କାଟାଲାଇଷ୍ଟର୍ ସହିତ ଅମ୍ଳଜାନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ 8,8,10 ସାହିତ୍ୟରେ ଭଲ ଭାବରେ ବର୍ଣ୍ଣନା କରାଯାଇଛି |ଯଦିଓ ଦ୍ୱିପାକ୍ଷିକ ଅନୁକ୍ରମଣିକା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଗଠନକୁ ସରଳ କରିପାରେ ଏବଂ ବହୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ କ୍ଷତି ହ୍ରାସ କରିପାରିବ, ଯାହା ଉତ୍ପାଦନ ଖର୍ଚ୍ଚ ହ୍ରାସ କରିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରିପାରିବ, ଅଭ୍ୟାସରେ, ORR ପାଇଁ ସର୍ବୋତ୍ତମ ଅନୁକୂଳକାରୀ ପ୍ରାୟତ O OER ପାଇଁ ଅନୁପଯୁକ୍ତ ଏବଂ ବିପରୀତ 11 |ଅପରେଟିଂ ସମ୍ଭାବ୍ୟାର ଏହି ପାର୍ଥକ୍ୟ କାଟାଲାଇଷ୍ଟକୁ ଏକ ବ୍ୟାପକ ସମ୍ଭାବ୍ୟତାର ସଂସ୍ପର୍ଶରେ ଆସିଥାଏ, ଯାହା ସମୟ ସହିତ ଏହାର ଭୂପୃଷ୍ଠ ଗଠନକୁ ବଦଳାଇପାରେ |ଏଥିସହ, ମଧ୍ୟବର୍ତ୍ତୀ ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତିଗୁଡ଼ିକର ପାରସ୍ପରିକ ନିର୍ଭରଶୀଳତାର ଅର୍ଥ ହେଉଛି ଯେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାଇଁ ସକ୍ରିୟ ସାଇଟଗୁଡିକ ପ୍ରତ୍ୟେକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାଇଁ ଭିନ୍ନ ହୋଇପାରେ, ଯାହା ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ଜଟିଳ କରିପାରେ |
ସେକେଣ୍ଡାରୀ Zn-air ବ୍ୟାଟେରୀ ପାଇଁ ଆଉ ଏକ ପ୍ରମୁଖ ସମସ୍ୟା ହେଉଛି ଅମ୍ଳଜାନର ଡିଜାଇନ୍ |ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ |, ମୁଖ୍ୟତ because ORR ଏବଂ OER ପାଇଁ ଏକଚାଟିଆ ଅନୁକ୍ରମଣିକା ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ମିଡିଆରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ |ଅମ୍ଳଜାନ ଗ୍ୟାସକୁ କାଟାଲାଇଟିସ୍ ସାଇଟରେ ପ୍ରବେଶ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦେବା ପାଇଁ ORR ଗ୍ୟାସ୍ ବିସ୍ତାର ସ୍ତର ନିଶ୍ଚିତ ଭାବରେ ହାଇଡ୍ରୋଫୋବିକ୍ ହୋଇଥିବାବେଳେ OER ପାଇଁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ପୃଷ୍ଠଟି ଅମ୍ଳଜାନ ବବୁଲ ଅପସାରଣକୁ ସହଜ କରିବା ପାଇଁ ହାଇଡ୍ରୋଫିଲିକ୍ ହେବା ଜରୁରୀ |ଡିମ୍ବିରି ଉପରେ1 ଜୋରିସେନ୍ 12 ଦ୍ review ାରା ହୋଇଥିବା ସମୀକ୍ଷାରୁ ନିଆଯାଇଥିବା ତିନୋଟି ସାଧାରଣ ସେକେଣ୍ଡାରୀ ଅମ୍ଳଜାନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଡିଜାଇନ୍ ଦେଖାଏ, ଯଥା (i) ଦ୍ୱିଗୁଣିକ ମୋନୋଲାୟର୍ କାଟାଲାଇଷ୍ଟର୍, (ii) ଡବଲ୍ କିମ୍ବା ମଲ୍ଟିଲାୟର୍ କାଟାଲାଇଷ୍ଟର୍ ଏବଂ (iii) ଟ୍ରିପଲ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ବିନ୍ୟାସକରଣ |
ପ୍ରଥମ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଡିଜାଇନ୍ ପାଇଁ, ଯେଉଁଥିରେ କେବଳ ଗୋଟିଏ ସ୍ତର ବିଫଙ୍କସନାଲ କାଟାଲାଇଷ୍ଟ ଅନ୍ତର୍ଭୂକ୍ତ ହୁଏ ଯାହା ଏକକାଳୀନ ORR ଏବଂ OER କୁ କାଟାଲାଇଜ୍ କରେ, ଯଦି ଏହି ଡିଜାଇନ୍ରେ ଏକ ମେମ୍ବ୍ରେନ୍ ଅନ୍ତର୍ଭୂକ୍ତ ହୁଏ, ତେବେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି ଏକ ମେମ୍ବ୍ରେନ୍-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଆସେମ୍ବଲି (MEA) ଗଠନ ହୁଏ |ଦ୍ୱିତୀୟ ପ୍ରକାରରେ ଦୁଇଟି (କିମ୍ବା ଅଧିକ) କାଟାଲାଇଷ୍ଟ ଶଯ୍ୟା ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ, ବିଭିନ୍ନ ପୋରୋସିଟି ଏବଂ ହାଇଡ୍ରୋଫୋବିସିଟି ସହିତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଜୋନ୍ରେ ପାର୍ଥକ୍ୟ ପାଇଁ ହିସାବ କରିବାକୁ 13,14,15 |କେତେକ କ୍ଷେତ୍ରରେ, ଦୁଇଟି କାଟାଲାଇଟିକ୍ ଶଯ୍ୟା ଅଲଗା ହୋଇଛି, OER ର ହାଇଡ୍ରୋଫିଲିକ୍ ପାର୍ଶ୍ୱ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଏବଂ ORR ର ସେମି-ହାଇଡ୍ରୋଫୋବିକ୍ ପାର୍ଶ୍ୱ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ 16, 17, 18 ର ଖୋଲା ମୁଣ୍ଡ ଆଡକୁ ମୁହାଁଇଛି | ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଅମ୍ଳଜାନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଏବଂ ଏକ ଜିଙ୍କ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ 19,20 |ସାରଣୀ S1 ପ୍ରତ୍ୟେକ ଡିଜାଇନ୍ ର ସୁବିଧା ଏବଂ ଅସୁବିଧା ତାଲିକାଭୁକ୍ତ କରେ |
ଏକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଡିଜାଇନ୍ ର କାର୍ଯ୍ୟାନ୍ୱୟନ ଯାହା ORR ଏବଂ OER ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକୁ ପୃଥକ କରେ ତାହା ପୂର୍ବରୁ ଉନ୍ନତ ସାଇକେଲ ଚାଳନା ସ୍ଥିରତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିଛି 19 |ତିନୋଟି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ବିନ୍ୟାସ ପାଇଁ ଏହା ବିଶେଷତ true ସତ୍ୟ ଅଟେ, ଯେଉଁଠାରେ ଅସ୍ଥିର କାଟାଲାଇଷ୍ଟ ଏବଂ ସହ-ଯୋଗୀଗୁଡ଼ିକର ଅବକ୍ଷୟକୁ କମ୍ କରାଯାଇଥାଏ ଏବଂ ସମଗ୍ର ସମ୍ଭାବ୍ୟ ପରିସର ଉପରେ ବାହ୍ୟ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଅଧିକ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ହୋଇଥାଏ |ଏହି କାରଣଗୁଡିକ ପାଇଁ, ଆମେ ଏହି କାର୍ଯ୍ୟରେ ଏକ ତିନି-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ Zn-air ସଂରଚନା ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲୁ |
ଏହି ଆର୍ଟିକିଲରେ, ଆମେ ପ୍ରଥମେ ବିଭିନ୍ନ ଗତିଶୀଳ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍, ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ଡିସ୍କ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ (RDE) ପରୀକ୍ଷଣ ସହିତ ରେଫରେନ୍ସ କାଟାଲାଇଷ୍ଟର୍ ତୁଳନା କରି ଉଚ୍ଚ କ୍ଷମତା ସମ୍ପନ୍ନ ORR ଅନୁକ୍ରମଣିକା ଚୟନ କରୁ |ବିଭିନ୍ନ ଧରଣର ଅକ୍ସିଡେସନ୍ ଅବସ୍ଥା ହେତୁ ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଭଲ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକାଟାଲାଇଷ୍ଟ ହେବାକୁ ଲାଗେ;ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକ ଏହି ଯ ounds ଗିକଗୁଡିକର ଉପସ୍ଥିତିରେ ଅଧିକ ସହଜରେ ଅନୁକରଣ କରାଯାଇଥାଏ |ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ମାଙ୍ଗାନିଜ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍, କୋବାଲ୍ଟ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଏବଂ କୋବାଲ୍ଟ-ଆଧାରିତ ମିଶ୍ରିତ ଅକ୍ସାଇଡ୍ (ଯେପରିକି NiCo2O4 ଏବଂ MnCo2O4) 22,23,24 ସେମାନଙ୍କର ଅର୍ଦ୍ଧ ଭର୍ତ୍ତି ଡି-ଅର୍ବିଟାଲ୍, ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଶକ୍ତି ସ୍ତର କାରଣରୁ କ୍ଷାରୀୟ ଅବସ୍ଥାରେ ଭଲ ORR ଦେଖାଏ | କାର୍ଯ୍ୟ ଏବଂ ଉନ୍ନତ କାଟିବା ଆରାମ |ଏହା ସହିତ, ସେମାନେ ପରିବେଶରେ ଅଧିକ ପ୍ରଚୁର ଏବଂ ଗ୍ରହଣୀୟ ବ electrical ଦୁତିକ କଣ୍ଡକ୍ଟିଭିଟି, ଉଚ୍ଚ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତା ଏବଂ ଉତ୍ତମ ସ୍ଥିରତା |ସେହିଭଳି, ଉଚ୍ଚ ବ electrical ଦୁତିକ କଣ୍ଡକ୍ଟିଭିଟି ଏବଂ ବୃହତ ଭୂପୃଷ୍ଠର ସୁବିଧା ପାଇ ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ସାମଗ୍ରୀ ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ |କେତେକ କ୍ଷେତ୍ରରେ, ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍, ବୋରନ୍, ଫସଫରସ୍, ଏବଂ ସଲଫର୍ ପରି ହେଟେରୋଟମ୍ ଗୁଡିକ ଏହାର ସଂରଚନାକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିବା ପାଇଁ ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳରେ ପ୍ରବେଶ କରି ଏହି ସାମଗ୍ରୀର ORR ବ characteristics ଶିଷ୍ଟ୍ୟକୁ ଆହୁରି ଉନ୍ନତ କରିଥିଲେ |
ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ଫଳାଫଳ ଉପରେ ଆଧାର କରି, ଆମେ ଗ୍ୟାସ୍ ଡିଫ୍ୟୁଜନ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ (GDE) ରେ ମନୋନୀତ OVR ଅନୁକ୍ରମଣିକାକୁ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ କରି ବିଭିନ୍ନ ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଘନତ୍ୱରେ ପରୀକ୍ଷା କଲୁ |ସବୁଠାରୁ ଦକ୍ଷ ORR GDE ଅନୁକ୍ରମଣିକା ତା’ପରେ ଆମର ପୂର୍ବ କାର୍ଯ୍ୟରେ 26,27 ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ ହୋଇଥିବା ପ୍ରତିକ୍ରିୟା-ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ OER ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସହିତ ଆମର କଷ୍ଟମ୍ ତିନି-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସେକେଣ୍ଡାରୀ Zn-air ବ୍ୟାଟେରୀରେ ଏକତ୍ରିତ ହେଲା |ବ୍ୟକ୍ତିଗତ ଡିସଚାର୍ଜ ଏବଂ ଚାର୍ଜ ସାଇକେଲ ଚଲାଇବା ପରୀକ୍ଷଣରେ ବ୍ୟକ୍ତିଗତ ଅମ୍ଳଜାନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡଗୁଡିକର ସମ୍ଭାବନା ଉପରେ ନଜର ରଖାଯାଇଥିଲା ଯେପରି ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଘନତା, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ମଲାରାଇଟି, ସେଲ୍ ଅପରେଟିଂ ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ଅମ୍ଳଜାନ ଶୁଦ୍ଧତା ପରି କାର୍ଯ୍ୟ ସ୍ଥିତିର ପ୍ରଭାବ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବାକୁ |ଶେଷରେ, ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଅପରେଟିଂ ଅବସ୍ଥାରେ କ୍ରମାଗତ ସାଇକେଲ ଚଲାଇବା ସମୟରେ Zn-air ଦ୍ secondary ିତୀୟ ବ୍ୟାଟେରୀର ସ୍ଥିରତାକୁ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରାଯାଇଥିଲା |
ରାସାୟନିକ ରେଡକ୍ସ ପଦ୍ଧତି ଦ୍ M ାରା MnOx28 ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା: 50 ମି.ଲି 0.04 M KMnO4 ଦ୍ରବଣ (ଫିସର ସାଇଣ୍ଟିଫିକ୍, 99%) 100 ମିଲିରେ 0.03 M Mn (CH3COO) 2 (ଫିସର ସାଇଣ୍ଟିଫିକ୍, 98%) ରେ ମିଶି ଏକ ବାଦାମୀ ବୃଷ୍ଟି ସୃଷ୍ଟି କଲା |ଏହି ମିଶ୍ରଣକୁ pH 12 ରେ ମିଶ୍ରିତ ସୋଡିୟମ୍ ହାଇଡ୍ରକ୍ସାଇଡ୍ ସହିତ ସଜାଡି ଦିଆଯାଏ, ତାପରେ 2500 rpm ରେ 3-5 ଥର ସେଣ୍ଟ୍ରିଫୁଗଡ୍ ହୋଇ ବର୍ଷା ସଂଗ୍ରହ କରାଯାଏ |ପର୍ମିଙ୍ଗାନେଟ୍ ଆୟନର ବାଇଗଣୀ ରଙ୍ଗ ଅଦୃଶ୍ୟ ନହେବା ଯାଏଁ ଡିଓନାଇଜଡ୍ ପାଣିରେ ବର୍ଷା ଧୋଇଗଲା |ଶେଷରେ, ଜମାଗୁଡିକ ରାତାରାତି 333 K ରେ ବାୟୁରେ ଶୁଖାଯାଇ ତା’ପରେ ପଲଭରାଇଜ୍ କରାଯାଇଥିଲା |
ସ୍ପିନେଲ ଅକ୍ସାଇଡ୍ Co3O4, NiCo2O4, ଏବଂ MnCo2O4 ଥର୍ମାଲ୍ ବିଚ୍ଛେଦ ଦ୍ୱାରା ସିନ୍ଥାଇଜ୍ ହୋଇଥିଲା |NiCo2O4 ଏବଂ MnCo2O4 0.5 M (14.5 g) ନିକେଲ୍ (II) ନାଇଟ୍ରେଟ୍ ହେକ୍ସାହାଇଡ୍ରେଟ୍, Ni (NO3) 2⋅6H2O (ଫିସର ସାଇଣ୍ଟିଫିକ୍, 99.9%) କିମ୍ବା 0.5 M (12.6 g) ଟେଟ୍ରାହାଇଡ୍ରେଟ୍ ମାଙ୍ଗାନିଜ୍ (II) ନାଇଟ୍ରେଟ୍ Mn (NO3) ଯୋଗ କରି ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା | )) 2 4H2O (ସିଗମା ଆଲଡ୍ରିଚ୍, ≥ 97%) ଏବଂ 1 ମି (29.1 ଗ୍ରାମ) କୋବାଲ୍ଟ (II) ନାଇଟ୍ରେଟ୍ ହେକ୍ସାହାଇଡ୍ରେଟ୍, କୋ (NO3) 2 6H2O (ଫିସର ସାଇଣ୍ଟିଫିକ୍, 98 +%, ଏସିଏସ୍ ରିଜେଣ୍ଟସ୍) ମିଥାନୋଲରେ (ଫିସର ସାଇଣ୍ଟିଫିକ୍, 99.9%) ) 100 ମି.ଲି.ଏକ ସମାନ ସମାଧାନ ନ ମିଳିବା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ କ୍ରମାଗତ ଉତ୍ତୋଳନ ସହିତ ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ଧାତୁ ନାଇଟ୍ରେଟ୍ ସହିତ ଛୋଟ ଅଂଶରେ ମିଥାନୋଲ୍ ଯୋଡା ଯାଇଥାଏ |ପରେ ସମାଧାନଟି ଏକ କ୍ରୁସିବଲ୍ କୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହେଲା ଏବଂ ଏକ ଗରମ ପ୍ଲେଟରେ ଗରମ ହେଲା, ଏକ ଗା dark ଼ ଲାଲ୍ କଠିନ ଛାଡି |କଠିନକୁ 648 K ରେ 20 ଘଣ୍ଟା ବାୟୁରେ ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା |ଫଳସ୍ୱରୂପ କଠିନ ଏକ ସୂକ୍ଷ୍ମ ପାଉଡରରେ ଭୂମି ହୋଇଗଲା |Co3O4 ର ସିନ୍ଥେସିସ୍ ସମୟରେ କ Ni ଣସି Ni (NO3) 2 6H2O କିମ୍ବା Mn (NO3) 2 4H2O ଯୋଗ କରାଯାଇ ନାହିଁ |
300 ମି 2 / g (ସିଗମା ଆଲଡ୍ରିଚ୍) ସହିତ ଗ୍ରାଫେନ୍ ନାନୋସିଟ୍, ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ (ସିଗମା ଆଲଡ୍ରିଚ୍), କାର୍ବନ ବ୍ଲାକ୍ ପାଉଡର (ଭାଲକାନ୍ XC-72R, କ୍ୟାବଟ୍ କର୍ପୋରେଟ୍, 100%), MnO2 (ସିଗମା ଆଲଡ୍ରିଚ୍) ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ ଡୋପେଡ୍ | 5 wt।% Pt / C (ଆକ୍ରୋସ୍ ଅର୍ଗାନିକ୍ସ) ଯେପରି ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା |
1 M NaOH ରେ ବିଭିନ୍ନ ORR କାଟାଲାଇଷ୍ଟର କାର୍ଯ୍ୟକଳାପକୁ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରିବା ପାଇଁ RDE (ପାଇନ୍ ରିସର୍ଚ୍ଚ ଇନଷ୍ଟ୍ରୁମେଣ୍ଟେସନ୍) ମାପ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା |1 ମିଗ୍ରା କାଟାଲାଇଷ୍ଟ + 1 ମିଲି ଡିଓନାଇଜଡ୍ (DI) H2O + 0.5 ମିଲି ଆଇସୋପ୍ରୋପାନୋଲ୍ (IPA) + 5 µl 5 wt% ନାଫିଅନ୍ 117 (ସିଗମା-ଆଲଡ୍ରିଚ୍) କୁ ନେଇ ଏକ କାଟାଲାଇଟିସ୍ ଇଙ୍କି ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା |ଯେତେବେଳେ ଭଲକାନ୍ XC-72R ଯୋଡାଗଲା, କାଟାଲାଇଟିକ୍ ପେଣ୍ଟରେ 0.5 ମିଗ୍ରା କାଟାଲାଇଷ୍ଟ + 0.5 ମିଗ୍ରା ଭାଲକାନ୍ XC-72R + 1 ମିଲି DI HO + 0.5 ମିଲି IPA + 5 µl 5 wt% Nafion 117 ରହିଥିଲା ​​|ଏହି ମିଶ୍ରଣକୁ 20 ମିନିଟ୍ ପାଇଁ ସୋନିକେଟ୍ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ କୋଲ୍-ପାରମର୍ ଲ୍ୟାବଜେନ୍ 7 ସିରିଜ୍ ହୋମୋଜେନାଇଜର ବ୍ୟବହାର କରି 28,000 rpm ରେ 4 ମିନିଟ୍ ପାଇଁ ହୋମୋଜେନାଇଜ୍ କରାଯାଇଥିଲା |ଏହା ପରେ ଏକ ଗ୍ଲାସୀ କାର୍ବନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ (ପାଇନ୍ ଇନଷ୍ଟ୍ରୁମେଣ୍ଟ କମ୍ପାନୀ) ର ବ୍ୟାସ 4 ମିଲିମିଟର (କାର୍ଯ୍ୟ କ୍ଷେତ୍ର ≈ 0.126 cm2) ସହିତ 8 μl ର ତିନୋଟି ଆଲିକୋଟରେ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ between120 μg ସେମି ଭାର ଯୋଗାଇବା ପାଇଁ ସ୍ତର ମଧ୍ୟରେ ଶୁଖାଯାଇଥିଲା | -2।ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ, ଗ୍ଲାସୀ କାର୍ବନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ପୃଷ୍ଠଟି କ୍ରମାଗତ ଭାବରେ ମାଇକ୍ରୋ କ୍ଲୋଟ୍ (ବୁହୁଲର୍) ଏବଂ 1.0 ମିଲିମିଟର ଏବଂ mm। Mm ମିମି ଆଲୁମିନା ପାଉଡର୍ (ମାଇକ୍ରୋ ପଲିଶ୍, ବୁହୁଲର୍) ସହିତ ଓଦା ପଲିସ୍ ହୋଇଥିଲା ଏବଂ ପରେ ଡିଓନାଇଜଡ୍ H2O ରେ ସୋନିକେସନ୍ |
ଆମର ପୂର୍ବରୁ ବର୍ଣ୍ଣିତ ପ୍ରୋଟୋକଲ୍ ଅନୁଯାୟୀ ORR ଗ୍ୟାସ୍ ବିସ୍ତାର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ନମୁନା ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା |ପ୍ରଥମେ, କାଟାଲାଇଷ୍ଟ ପାଉଡର ଏବଂ ଭାଲକାନ୍ XC-72R 1: 1 ଓଜନ ଅନୁପାତରେ ମିଶ୍ରିତ ହେଲା |ତା’ପରେ ଶୁଖିଲା ପାଉଡର ମିଶ୍ରଣରେ ପଲିଟେଟ୍ରାଫ୍ଲୋରୋଏଥାଇଲନ୍ (PTFE) (H2O ରେ 60 wt।%) ଏବଂ IPA / H2O ଅନୁପାତ ସହିତ ଏକ ଦ୍ରବଣର ମିଶ୍ରଣ ମିଶାଗଲା |ପ୍ରାୟ 20 ମିନିଟ୍ ପାଇଁ କାଟାଲାଇଟିକ୍ ପେଣ୍ଟକୁ ସୋନିକେଟ୍ କରନ୍ତୁ ଏବଂ 28,000 rpm ରେ ପ୍ରାୟ 4 ମିନିଟ୍ ପାଇଁ ହୋମୋଜେନାଇଜ୍ କରନ୍ତୁ |ଏହା ପରେ ଇଙ୍କି ଏକ ସ୍ପାଟୁଲା ସହିତ 13 ମିଲିମିଟର ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ (AvCarb GDS 1120) ଉପରେ ଏକ ସ୍ପାଟୁଲା ସହିତ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ 2 ମିଗ୍ରା ସେମି 2 ର ଅନୁପାତକାରୀ ପହଞ୍ଚିବା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଶୁଖିଗଲା |
OER ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡଗୁଡିକ Ni - Fe ହାଇଡ୍ରକ୍ସାଇଡ୍ କାଟାଲାଇଷ୍ଟର କ୍ୟାଥୋଡିକ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡେପୋଜିସନ୍ ଦ୍ 15 ାରା 15 mm x 15 mm ଷ୍ଟେନଲେସ୍ ଷ୍ଟିଲ ଉପରେ ତିଆରି କରାଯାଇଥିଲା |ଜାଲ(DeXmet Corp, 4SS 5-050) ରିପୋର୍ଟ ହୋଇଥିବା 26,27 |ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡେପୋଜିସନ୍ ଏକ ଷ୍ଟାଣ୍ଡାର୍ଡ ତିନି-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଅର୍ଦ୍ଧ-ସେଲ୍ (ପ୍ରାୟ 20 ସେମି 3 ର ଏକ ପଲିମର-ଆବୃତ ଗ୍ଲାସ୍ ସେଲ୍) ରେ କାଉଣ୍ଟର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଭାବରେ Pt ଗ୍ରୀଡ୍ ଏବଂ 1 M NaOH ରେ Hg / HgO ରେଫରେନ୍ସ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଭାବରେ କରାଯାଇଥିଲା |10 ମିଲିମିଟର ମୋଟା ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ଷ୍ଟିଲ୍ ପିଚ୍ ସହିତ ପ୍ରାୟ 0.8 ସେମି 2 ଅଞ୍ଚଳ କାଟିବା ପୂର୍ବରୁ କାଟାଲାଇଷ୍ଟ ଆବୃତ ଷ୍ଟେନଲେସ୍ ଷ୍ଟିଲ୍ ଜାଲକୁ ବାୟୁ ଶୁଖିବାକୁ ଦିଅନ୍ତୁ |
ତୁଳନା ପାଇଁ, ବାଣିଜ୍ୟିକ ORR ଏବଂ OER ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଗୁଡିକ ସମାନ ଅବସ୍ଥାରେ ଗ୍ରହଣ ଏବଂ ପରୀକ୍ଷଣ ପରି ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଥିଲା |ବାଣିଜ୍ୟିକ ORR ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ (QSI ନାନୋ ଗ୍ୟାସ୍ ଡିଫ୍ୟୁଜନ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍, କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ସ୍ପେର୍, 0.35 ମିଲିମିଟର ମୋଟା) ଏକ ନିକେଲ୍ ଜାଲ୍ କରେକ୍ଟର ସହିତ ଆବୃତ ମାଙ୍ଗାନିଜ୍ ଏବଂ କାର୍ବନ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଧାରଣ କରିଥିବାବେଳେ ବ୍ୟବସାୟିକ OER ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ (ପ୍ରକାର 1.7, ସ୍ୱତନ୍ତ୍ର ମ୍ୟାଗ୍ନେଟୋ ଆନାଡ, BV) ର ଘନତା 1.3 | mm।ରୁ-ଇର ମିଶ୍ରିତ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ସହିତ ଆବୃତ 1.6 ମିଲିମିଟର ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଟାଇଟାନିୟମ୍ ଜାଲ୍ ବିସ୍ତାରିତ |
ଉଚ୍ଚ ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା FEI କ୍ୱାଣ୍ଟା 650 FEG ସ୍କାନିଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପ୍ (SEM) ବ୍ୟବହାର କରି ଭୂପୃଷ୍ଠ ମର୍ଫୋଲୋଜି ଏବଂ କାଟାଲାଇଷ୍ଟର ରଚନା ବର୍ଣ୍ଣିତ ହୋଇଥିଲା ଏବଂ 5 କେଭିର ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ ଭୋଲଟେଜ୍ |ପାଉଡର ଏକ୍ସ-ରେ ବିଚ୍ଛେଦ (XRD) ତଥ୍ୟ ଏକ ତମ୍ବା ଟ୍ୟୁବ୍ ଉତ୍ସ (λ = 1.5418 Å) ସହିତ ବ୍ରୁକର୍ D8 ଆଡଭାନ୍ସ ଏକ୍ସ-ରେ ଡିଫ୍ରାକ୍ଟୋମିଟରରେ ସଂଗ୍ରହ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ବ୍ରୁକର ଡିଫ୍ରାକ୍ସନ୍ ସୁଟ୍ ଇଭିଏ ସଫ୍ଟୱେୟାର ବ୍ୟବହାର କରି ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା |
ସମସ୍ତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ମାପ ଏକ ବାୟୋଲୋଜିକ୍ SP-150 potentiostat ଏବଂ EC-lab ସଫ୍ଟୱେର୍ ବ୍ୟବହାର କରି କରାଯାଇଥିଲା |RDE ଏବଂ GDE ର ନମୁନାଗୁଡିକ 200 ସେମି 3 ଜ୍ୟାକେଟେଡ୍ ଗ୍ଲାସ୍ ସେଲ୍ ଏବଂ ଏକ ରେଫରେନ୍ସ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଭାବରେ ଏକ ଲାଗଗିନ୍ କ୍ୟାପିଲାରୀକୁ ନେଇ ଏକ ମାନକ ତିନି-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସେଟଅପ୍ ଉପରେ ପରୀକ୍ଷା କରାଯାଇଥିଲା |1 M NaOH ରେ Pt ଜାଲ୍ ଏବଂ Hg / HgO ଯଥାକ୍ରମେ କାଉଣ୍ଟର ଏବଂ ରେଫରେନ୍ସ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହେଲା |
ପ୍ରତ୍ୟେକ ପରୀକ୍ଷଣରେ RDE ମାପ ପାଇଁ, ତାଜା 1 M NaOH ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଥିଲା, ଯାହାର ତାପମାତ୍ରା 298 K ରେ ଏକ ସଞ୍ଚାରିତ ଜଳ ସ୍ନାନ (TC120, ଗ୍ରାଣ୍ଟ) ବ୍ୟବହାର କରି ସ୍ଥିର ରଖାଯାଇଥିଲା |ପ୍ରତ୍ୟେକ ପରୀକ୍ଷଣ ପୂର୍ବରୁ ଅତି କମରେ 30 ମିନିଟ୍ ପାଇଁ ଏକ ଗ୍ଲାସ୍ ଫ୍ରିଟ୍ ମାଧ୍ୟମରେ ଗ୍ୟାସୀୟ ଅମ୍ଳଜାନ (BOC) ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ରେ ପ୍ରବାହିତ ହେଉଥିଲା |ORR ପୋଲାରାଇଜେସନ୍ ବକ୍ରଗୁଡିକ ପାଇବା ପାଇଁ, ସମ୍ଭାବ୍ୟତା 0.1 ରୁ -0.5 V (Hg / HgO ସହିତ) ସ୍କାନ୍ ହାରରେ 5 mV s -1 400 rpm ରେ ସ୍କାନ୍ କରାଯାଇଥିଲା |50 mV s-1 ହାରରେ 0 ରୁ -1.0 V ଏବଂ Hg / HgO ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ସମ୍ଭାବନାକୁ ସଫା କରି ସାଇକ୍ଲିକ୍ ଭୋଲ୍ଟାମୋଗ୍ରାମ୍ ପ୍ରାପ୍ତ ହେଲା |
HDE ମାପ ପାଇଁ, 1 M NaOH ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ 333 K ରେ ଏକ ପ୍ରବାହିତ ଜଳ ସ୍ନାନ ସହିତ ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣ କରାଯାଇଥିଲା |0.8 ସେମି 2 ର ଏକ ସକ୍ରିୟ କ୍ଷେତ୍ର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ର ପଛ ପାର୍ଶ୍ୱରେ 200 ସେମି 3 / ମିନିଟ୍ ବେଗରେ ଅମ୍ଳଜାନ ଯୋଗାଣ ସହିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସଂସ୍ପର୍ଶରେ ଆସିଥିଲା ​​|କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଏବଂ ରେଫରେନ୍ସ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ସ୍ଥିର ଦୂରତା 10 ମିମି, ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଏବଂ କାଉଣ୍ଟର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ଦୂରତା 13-15 ମିଲିମିଟର ଥିଲା |ନିକେଲ୍ ତାର ଏବଂ ଜାଲ୍ ଗ୍ୟାସ୍ ପାର୍ଶ୍ୱରେ ବ electrical ଦୁତିକ ଯୋଗାଯୋଗ ଯୋଗାଇଥାଏ |ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ର ସ୍ଥିରତା ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ଆକଳନ କରିବା ପାଇଁ କ୍ରୋନୋପୋଟେଣ୍ଟିଓମେଟ୍ରିକ୍ ମାପ 10, 20, 50 ଏବଂ 100 mA cm-2 ରେ ନିଆଯାଇଥିଲା |
ଏକ PTFE29 ସନ୍ନିବେଶ ସହିତ 200 cm3 ଜ୍ୟାକେଟେଡ୍ ଗ୍ଲାସ୍ ସେଲ୍ ରେ ORR ଏବଂ OER ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ର ବ characteristics ଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡିକ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରାଯାଇଥିଲା |ସିଷ୍ଟମର ଏକ ସ୍କିମେଟିକ୍ ଚିତ୍ର ଚିତ୍ର S1 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି |ବ୍ୟାଟେରୀରେ ଥିବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଗୁଡିକ ଏକ ତିନି-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସିଷ୍ଟମରେ ସଂଯୁକ୍ତ |କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡରେ ଏକ ରିଲେ ମଡ୍ୟୁଲ୍ (ଗୀତ, SRD-05VDC-SL-C) ଏବଂ ଏକ ମାଇକ୍ରୋ କଣ୍ଟ୍ରୋଲର୍ (ରାସବ୍ବାରୀ ପି 2014 © ମଡେଲ୍ B + V1.2) ସହିତ ସଂଯୁକ୍ତ ପୃଥକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା-ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ORR ଏବଂ OER ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ରହିଥିଲା ​​|ଏକ ଯୋଡି ଭାବରେ 4 M NaOH ରେ ଥିବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଏବଂ ରେଫରେନ୍ସ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ Hg / HgO ଜିଙ୍କ ଆନାଡ ଠାରୁ 3 ମିମି ଦୂରରେ ଥିଲା |ରାସବ୍ବାରୀ ପି ଏବଂ ରିଲେ ମଡ୍ୟୁଲ୍ ଚଳାଇବା ଏବଂ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ପାଇଥନ୍ ସ୍କ୍ରିପ୍ଟ ଲେଖାଯାଇଛି |
ଏକ ଜିଙ୍କ ଫଏଲ୍ ଆନାଡ (ଗୁଡଫେଲୋ, 1 ମିମି ମୋଟା, 99.95%) ରହିବା ପାଇଁ କୋଷକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଏକ ପଲିମର କଭର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକୁ ପ୍ରାୟ 10 ମିଟର ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଦୂରତାରେ ରଖିବାକୁ ଅନୁମତି ଦେଇଥିଲା |4 ମିମି ଅଲଗା |ନାଇଟ୍ରାଇଲ୍ ରବର ପ୍ଲଗ୍ ଗୁଡିକ lid ାଙ୍କୁଣୀରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସ୍ଥିର କଲା ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ର ବ electrical ଦୁତିକ ଯୋଗାଯୋଗ ପାଇଁ ନିକେଲ୍ ତାର (ଆଲଫା ଏସର, mm। Mm ମିମି ବ୍ୟାସ, ଆନ୍ନାଲେଡ୍, 99.5% ନି) ବ୍ୟବହୃତ ହେଲା |ଜିଙ୍କ ଫଏଲ୍ ଆନାଡକୁ ପ୍ରଥମେ ଆଇସୋପ୍ରୋପାନୋଲ ଏବଂ ପରେ ଡିଓନାଇଜଡ୍ ପାଣିରେ ସଫା କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଫଏଲର ପୃଷ୍ଠକୁ ପଲିପ୍ରୋପିଲିନ ଟେପ (ଆଭନ୍, AVN9811060K, 25 µm ମୋଟା) ଦ୍ୱାରା ପ୍ରାୟ 0.8 ସେମି 2 ର ଏକ ସକ୍ରିୟ କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରକାଶ କରିବାକୁ ସଫା କରାଯାଇଥିଲା |
ସମସ୍ତ ସାଇକେଲ ଚଲାଇବା ପରୀକ୍ଷଣ 4 M NaOH + 0.3 M ZnO ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟରେ 333 K ରେ କରାଯାଇଥିଲା ଯଦି ଅନ୍ୟଥା ଉଲ୍ଲେଖ କରାଯାଇ ନାହିଁ |ଚିତ୍ରରେ, Hg / HgO ସହିତ ଇୱେ ଅମ୍ଳଜାନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ (ORR ଏବଂ OER) ର ସମ୍ଭାବନାକୁ ଦର୍ଶାଏ, Hg / HgO ସହିତ Ece ଜିଙ୍କ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ର ସମ୍ଭାବନାକୁ ପ୍ରତିପାଦିତ କରେ, Hg / HgO ସହିତ ଏସେଲ୍ ପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ | କକ୍ଷ ସମ୍ଭାବନା କିମ୍ବା ସମ୍ଭାବ୍ୟ ପାର୍ଥକ୍ୟ |ଦୁଇଟି ବ୍ୟାଟେରୀ ସମ୍ଭାବନା ମଧ୍ୟରେ |ଅମ୍ଳଜାନ କିମ୍ବା ସଙ୍କୋଚିତ ବାୟୁ OPP ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡର ପଛ ପାର୍ଶ୍ୱକୁ 200 ସେମି 3 / ମିନିଟର କ୍ରମାଗତ ପ୍ରବାହ ହାରରେ ଯୋଗାଇ ଦିଆଯାଉଥିଲା |ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡଗୁଡିକର ସାଇକ୍ଲିଂ ସ୍ଥିରତା ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ବର୍ତ୍ତମାନର ଘନତ୍ୱରେ 20 mA cm-2, ଚକ୍ର ସମୟ 30 ମିନିଟ୍ ଏବଂ ପ୍ରତ୍ୟେକ ଅଧା ଚକ୍ର ମଧ୍ୟରେ 1 ମିନିଟ୍ OCV ବିଶ୍ରାମ ସମୟ ଉପରେ ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଇଥିଲା |ପ୍ରତ୍ୟେକ ପରୀକ୍ଷା ପାଇଁ ସର୍ବନିମ୍ନ 10 ଟି ଚକ୍ର କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ସମୟ ସହିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡଗୁଡିକର ସ୍ଥିତି ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବା ପାଇଁ ଚକ୍ର 1, 5, ଏବଂ 10 ରୁ ତଥ୍ୟ ବାହାର କରାଯାଇଥିଲା |
ORR କାଟାଲାଇଷ୍ଟର ମର୍ଫୋଲୋଜି SEM (ଚିତ୍ର 2) ଦ୍ୱାରା ବର୍ଣ୍ଣିତ ହୋଇଥିଲା, ଏବଂ ପାଉଡର ଏକ୍ସ-ରେ ବିଚ୍ଛେଦ ମାପଗୁଡିକ ନମୁନାଗୁଡ଼ିକର ସ୍ଫଟିକ୍ ସଂରଚନାକୁ ନିଶ୍ଚିତ କରିଥିଲା ​​(ଚିତ୍ର 3) |ଅନୁକ୍ରମଣିକା ନମୁନାଗୁଡ଼ିକର ଗଠନମୂଳକ ପାରାମିଟରଗୁଡିକ ସାରଣୀ 1 ରେ ଦିଆଯାଇଛି | 1. ମାଙ୍ଗାନିଜ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ତୁଳନା କରିବାବେଳେ, ଡିମ୍ବିରିରେ ବ୍ୟବସାୟିକ MnO2 |2a ବୃହତ କଣିକାକୁ ନେଇ ଗଠିତ, ଏବଂ ଚିତ୍ର 3a ରେ ଡିଫ୍ରାକ୍ସନ୍ ପ୍ୟାଟର୍ ଟେଟ୍ରାଗୋନାଲ୍ β-MnO2 ପାଇଁ JCPDS 24-0735 ସହିତ ଅନୁରୂପ ଅଟେ |ଅପରପକ୍ଷେ, ଚିତ୍ର 2b ରେ MnOx ପୃଷ୍ଠରେ ସୂକ୍ଷ୍ମ ଏବଂ ସୂକ୍ଷ୍ମ କଣିକା ଦେଖାଯାଏ, ଯାହା ଚିତ୍ର 66 ° ରେ ଥିବା ବିଭାଜନ pattern ାଞ୍ଚା ସହିତ ଶିଖର (110), (220), (310), (211), ଏବଂ (541) ଟେଟ୍ରାହେଡ୍ରାଲ୍ କେନ୍ଦ୍ରୀଭୂତ α-MnO2 ହାଇଡ୍ରେଟ୍, JCPDS 44-014028 |
: % Pt / C
(A) MnO2, (b) MnOx, (c) Co3O4, (d) NiCo2O4, (e) MnCo2O4, (f) Vulcan XC-72R, nitrogen-doped graphene and graphene, and (g) 5 % ପଲିଥିନ୍ / ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ |
ଡିମ୍ବିରି ଉପରେ2c - e, କୋବାଲ୍ଟ Co3O4, NiCo2O4, ଏବଂ MnCo2O4 ଉପରେ ଆଧାରିତ ଅକ୍ସାଇଡ୍ସର ଭୂପୃଷ୍ଠ ମର୍ଫୋଲୋଜି ଅନିୟମିତ ଆକାରର କଣିକାର କ୍ଲଷ୍ଟରକୁ ନେଇ ଗଠିତ |ଡିମ୍ବିରି ଉପରେ3c - e ଦର୍ଶାଏ ଯେ ଏହି ସମସ୍ତ ପରିବର୍ତ୍ତନ |ଧାତୁଅକ୍ସାଇଡ୍ସରେ ଏକ ସ୍ପିନେଲ୍ ଗଠନ ଏବଂ ସମାନ ଘନ ସ୍ଫଟିକ୍ ସିଷ୍ଟମ୍ ଅଛି (ଯଥାକ୍ରମେ JCPDS 01-1152, JCPDS 20-0781, ଏବଂ JCPDS 23-1237) |ଏହା ସୂଚିତ କରେ ଯେ ଥର୍ମାଲ୍ ବିଚ୍ଛେଦ ପଦ୍ଧତି ଅତ୍ୟଧିକ ସ୍ଫଟିକ୍ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଉତ୍ପାଦନ କରିବାରେ ସକ୍ଷମ, ଯେପରି ବିଭାଜନ pattern ାଞ୍ଚାରେ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ସୁ-ପରିଭାଷିତ ଶିଖର ଦ୍ୱାରା ଏହା ପ୍ରମାଣିତ ହୁଏ |
ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳର SEM ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକ ବଡ଼ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଦେଖାଏ |ଡିମ୍ବିରି ଉପରେ2f Vulcan XC-72R ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ କଳା ଘନ ପ୍ୟାକ୍ ହୋଇଥିବା ନାନୋ-ପାର୍ଟିକଲ୍ସକୁ ନେଇ ଗଠିତ |ଅପରପକ୍ଷେ, ଚିତ୍ର 2g ରେ ଗ୍ରାଫେନର ଦୃଶ୍ୟ କିଛି ଏକତ୍ରିକରଣ ସହିତ ଅତ୍ୟଧିକ ବିକୃତ ପ୍ଲେଟ୍ |ତଥାପି, N-doped graphene (ଚିତ୍ର 2h) ପତଳା ସ୍ତର ଧାରଣ କରିଥିବା ପରି ଦେଖାଯାଏ |ଭାଲକାନ୍ XC-72R ର ସଂପୃକ୍ତ ଏକ୍ସ-ରେ ବିଚ୍ଛେଦ s ାଞ୍ଚା, ବାଣିଜ୍ୟିକ ଗ୍ରାଫେନ୍ ନାନୋସିଟ୍ ଏବଂ ଡିମ୍ବିରିରେ N- ଡୋପେଡ୍ ଗ୍ରାଫେନ୍ |3f (002) ଏବଂ (100) କାର୍ବନ ଶିଖର 2θ ମୂଲ୍ୟରେ ଛୋଟ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଦେଖାଏ |ଭାଲକାନ୍ XC-72R ଯଥାକ୍ରମେ 24.5 ° ଏବଂ 43.2 ° ରେ ଦେଖାଯାଉଥିବା ଶିଖର (002) ଏବଂ (100) ସହିତ JCPDS 41-1487 ରେ ଏକ ଷୋଡଶାଳିଆ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଭାବରେ ଚିହ୍ନଟ ହୋଇଛି |ସେହିଭଳି, N-doped graphene ର (002) ଏବଂ (100) ଶିଖର ଯଥାକ୍ରମେ 26.7 ° ଏବଂ 43.3 ° ରେ ଦେଖାଯାଏ |ଭାଲକାନ୍ XC-72R ଏବଂ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍-ଡୋପଡ୍ ଗ୍ରାଫେନ୍ ର ଏକ୍ସ-ରେ ବିଚ୍ଛେଦ s ାଞ୍ଚାରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପୃଷ୍ଠଭୂମି ତୀବ୍ରତା, ସେମାନଙ୍କ ଭୂପୃଷ୍ଠ ମର୍ଫୋଲୋଜିରେ ଏହି ସାମଗ୍ରୀର ଅତ୍ୟଧିକ ବିକୃତ ପ୍ରକୃତି ହେତୁ |ଏହାର ବିପରୀତରେ, ଗ୍ରାଫେନ୍ ନାନୋସିଟ୍ ଗୁଡିକର ବିଚ୍ଛେଦ pattern ାଞ୍ଚା 26.5 ° ରେ ଏକ ତୀକ୍ଷ୍ଣ, ତୀବ୍ର ଶିଖର (002) ଏବଂ 44 ° ରେ ଏକ ଛୋଟ ପ୍ରଶସ୍ତ ଶିଖର (100) ଦେଖାଏ, ଏହି ନମୁନାର ଅଧିକ ସ୍ଫଟିକ୍ ପ୍ରକୃତି ସୂଚାଇଥାଏ |
ଶେଷରେ, ଡିମ୍ବିରିରେ |2i SEM ପ୍ରତିଛବି 5 wt।% Pt / C ଗୋଲାକାର ଭଏଡ୍ ସହିତ ରଡ୍ ଆକୃତିର କାର୍ବନ ଖଣ୍ଡଗୁଡ଼ିକୁ ଦର୍ଶାଏ |କ୍ୟୁବିକ୍ Pt ଚିତ୍ର 3g ରେ 5 wt% Pt / C ଡିଫ୍ରାକ୍ସନ୍ ପ୍ୟାଟର୍ରେ ଥିବା ଅଧିକାଂଶ ଶିଖରରୁ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ, ଏବଂ 23 ° ରେ ଥିବା ଶିଖର କାର୍ବନ୍ର (002) ଶିଖର ସହିତ ଅନୁରୂପ ଅଟେ |
ଏକ ର ar ଖ୍ୟ ସ୍ୱିପ୍ ORR କାଟାଲାଇଷ୍ଟ ଭୋଲ୍ଟାମୋଗ୍ରାମ୍ 5 ମିଭି s-1 ର ସୁଇପ୍ ହାରରେ ରେକର୍ଡ କରାଯାଇଥିଲା |ବହୁଳ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ସୀମିତତା ହେତୁ, ସଂଗୃହିତ ମାନଚିତ୍ରଗୁଡିକ (ଚିତ୍ର 4a) ସାଧାରଣତ more ଏକ S- ଆକୃତିର ଅଧିକ ନକାରାତ୍ମକ ସମ୍ଭାବନା ସହିତ ଏକ ମାଳଭୂମି ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବିସ୍ତାର କରିଥାଏ |ସୀମିତ ଘନତା, jL, ସମ୍ଭାବ୍ୟ E1 / 2 (ଯେଉଁଠାରେ j / jL = ½) ଏବଂ -0.1 mA cm-2 ରେ ଆରମ୍ଭ ହେବାର ସମ୍ଭାବନା ଏହି ପ୍ଲଟଗୁଡିକରୁ ବାହାର କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ସାରଣୀ 2 ରେ ତାଲିକାଭୁକ୍ତ | ଏହା ଡିମ୍ବିରିରେ ଉଲ୍ଲେଖଯୋଗ୍ୟ |4a, ଅନୁପାତକାରୀମାନଙ୍କୁ ସେମାନଙ୍କର E1 / 2 ସମ୍ଭାବନା ଅନୁଯାୟୀ ଶ୍ରେଣୀଭୁକ୍ତ କରାଯାଇପାରେ: (I) ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍, (II) ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ (III) ଉତ୍ତମ ଧାତୁ |
(କ) କାଟାଲାଇଷ୍ଟର ଏବଂ (ଖ) କାଟାଲାଇଷ୍ଟ ଏବଂ XC-72R ର ଏକ ପତଳା ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର, 400 Rpm ରେ RDE ଗ୍ଲାସୀ କାର୍ବନ ପ୍ରୋବରେ ମାପ କରାଯାଇଥିଲା, O2 ସାଚୁରେଚରରେ 5 mV s-1 ସ୍କାନ ହାର 298 K ରେ 1 M NaOH cf.
ଗ୍ରୁପ୍ I ରେ Mn ଏବଂ Co ର ବ୍ୟକ୍ତିଗତ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଯଥାକ୍ରମେ -0.17 V ଏବଂ -0.19 V ର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସମ୍ଭାବନା ଦେଖାଏ, ଏବଂ E1 / 2 ମୂଲ୍ୟ -0.24 ରୁ -0.26 V. ମଧ୍ୟରେ ରହିଥାଏ ଏହି ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ଗୁଡ଼ିକର ହ୍ରାସ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମୀକରଣରେ ଉପସ୍ଥାପିତ ହୁଏ | ।(1) ଏବଂ (2), ଯାହା ଡିମ୍ବରେ ଆରମ୍ଭ ହେବାର ସମ୍ଭାବନା ପାଖରେ ଦେଖାଯାଏ |4a ସମୀକରଣରେ ORR ପରୋକ୍ଷ ପଥର ପ୍ରଥମ ସୋପାନ 2e ର ମାନକ ସମ୍ଭାବନା ସହିତ ମେଳ ଖାଏ |(3)
ସମାନ ଗୋଷ୍ଠୀରେ ମିଶ୍ରିତ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ MnCo2O4 ଏବଂ NiCo2O4 ଯଥାକ୍ରମେ -0.10 ଏବଂ -0.12 V ରେ ସାମାନ୍ୟ ସଂଶୋଧିତ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସମ୍ଭାବନା ଦେଖାଏ, କିନ୍ତୁ ପ୍ରାୟ 10. - 0.23 ଭୋଲ୍ଟର E1 / 2 ମୂଲ୍ୟ ବଜାୟ ରଖେ |
ଗ୍ରୁପ୍ II କାର୍ବନ ସାମଗ୍ରୀ ଗ୍ରୁପ୍ I ମେଟାଲ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ସକାରାତ୍ମକ E1 / 2 ମୂଲ୍ୟ ଦେଖାଏ |ଗ୍ରାଫେନ୍ ସାମଗ୍ରୀର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସମ୍ଭାବନା -0.07 V ଏବଂ E1 / 2 ମୂଲ୍ୟ -0.11 V ଥିବାବେଳେ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସମ୍ଭାବନା ଏବଂ 72R Vulcan XC ର E1 / 2 ଯଥାକ୍ରମେ -0.12V ଏବଂ -0.17V ଅଟେ |ଗ୍ରୁପ୍ III ରେ, 5 wt% Pt / C ସର୍ବାଧିକ ସକରାତ୍ମକ ସମ୍ଭାବନାକୁ 0.02 V ରେ ଦେଖାଇଲା, E1 / 2 -0.055 V, ଏବଂ ସର୍ବାଧିକ ସୀମା -0.4 V ରେ, କାରଣ 4e ପଥର ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଘନତ୍ୱରେ ଅମ୍ଳଜାନ ହ୍ରାସ ଘଟିଥିଲା ​​| ।Pt / C ର ଉଚ୍ଚ କଣ୍ଡକ୍ଟିଭିଟି ଏବଂ ORR ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ଓଲଟା ଗତିଶୀଳତା ହେତୁ ଏହାର ସର୍ବନିମ୍ନ E1 / 2 ମଧ୍ୟ ଅଛି |
ଚିତ୍ର S2a ବିଭିନ୍ନ ଅନୁକ୍ରମଣିକା ପାଇଁ ଟାଫେଲ୍ ope ୁଲା ବିଶ୍ଳେଷଣ ଉପସ୍ଥାପନ କରେ |5 wt।% Pt / C ର ଗତିଜ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ଅଞ୍ଚଳ Hg / HgO ସହିତ 0.02 V ରୁ ଆରମ୍ଭ ହୋଇଥିବାବେଳେ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଏବଂ ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ସାମଗ୍ରୀ -0.03 ରୁ -0.1 V. ମଧ୍ୟରେ ନକାରାତ୍ମକ ସମ୍ଭାବନା ପରିସର ମଧ୍ୟରେ ଅଛି | Tafel Pt / C ପାଇଁ –63.5 mV ss - 1, ଯାହା ନିମ୍ନ ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଘନତ୍ୱରେ Pt ପାଇଁ ସାଧାରଣ ଅଟେ dE / d log i = –2.3 RT / F31.32 ଯେଉଁଥିରେ ହାର ନିର୍ଣ୍ଣୟକାରୀ ପଦକ୍ଷେପରେ ଅମ୍ଳଜାନର ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ | chemisorption33,34ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ସାମଗ୍ରୀ ପାଇଁ ଟାଫେଲ୍ ope ୁଲା ମୂଲ୍ୟ Pt / C (-60 ରୁ -70 mV div-1) ସହିତ ସମାନ ଅଞ୍ଚଳରେ ଅଛି, ଏହି ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକର ସମାନ ORR ପଥ ଅଛି ବୋଲି ସୂଚିତ କରେ |Co ଏବଂ Mn ର ବ୍ୟକ୍ତିଗତ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ରିପୋର୍ଟ କରେ ତାଫେଲ opes ୁଲା -110 ରୁ -120 mV dec-1 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ଯାହା dE / d log i = -2.3 2RT / F, ଯେଉଁଠାରେ ହାର ନିର୍ଣ୍ଣୟ ପଦକ୍ଷେପ ହେଉଛି ପ୍ରଥମ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ |ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଧାତୁ 35, 36. ମିଶ୍ରିତ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ NiCo2O4 ଏବଂ MnCo2O4 ପାଇଁ ରେକର୍ଡ ହୋଇଥିବା ଟିକିଏ ଉଚ୍ଚ ope ୁଲା ମୂଲ୍ୟ, ପ୍ରାୟ -170 mV dec-1, ଅକ୍ସାଇଡ୍ ପୃଷ୍ଠରେ OH- ଏବଂ H2O ଆୟନର ଉପସ୍ଥିତି ସୂଚାଇଥାଏ, ଯାହା ଅମ୍ଳଜାନ ଆଡସର୍ପସନ୍ ରୋକିଥାଏ | ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର, ଯାହା ଦ୍ ox ାରା ଅମ୍ଳଜାନ ପ୍ରଭାବିତ ହୁଏ |ହ୍ରାସ ପଥ 35
ବହୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ବିନା ବିଭିନ୍ନ ଅନୁକ୍ରମଣିକା ନମୁନା ପାଇଁ ଗତିଜ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାରାମିଟର ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବା ପାଇଁ କୁଟେଟସ୍କି-ଲେଭିଚ୍ (KL) ସମୀକରଣ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଥିଲା |ସମୀକରଣରେ(4) ସମୁଦାୟ ମାପ ହୋଇଥିବା ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଘନତା j ହେଉଛି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଏବଂ ବହୁଳ ସ୍ଥାନାନ୍ତରର ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଘନତ୍ୱର ସମଷ୍ଟି |
ସମୀକରଣରୁ(5) ସୀମିତ ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଘନତା jL ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ବେଗର ବର୍ଗ ମୂଳ ସହିତ ଆନୁପାତିକ |ତେଣୁ, KL ସମୀକରଣ |(6) j - 1 ବନାମ ω - 1 // 2 ର ଏକ ରେଖା ଗ୍ରାଫ୍ ବର୍ଣ୍ଣନା କରେ, ଯେଉଁଠାରେ ଛକ ବିନ୍ଦୁ jk ଏବଂ ଗ୍ରାଫର ope ୁଲା ହେଉଛି କେ |
ଯେଉଁଠାରେ ν ହେଉଛି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ 1 M NaOH (1.1 × 10–2 cm2 s - 1) 37, D ହେଉଛି 1 M NaOH (1.89 × 10–5 cm2 s - 1) 38, ω ରେ O2 ର ବିସ୍ତାର କୋଏଫିସିଣ୍ଟେଣ୍ଟ | ହେଉଛି rpm ହେଉଛି ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ଗତି, C ହେଉଛି ବଲ୍କ ଦ୍ରବଣରେ ଅମ୍ଳଜାନର ଏକାଗ୍ରତା (8.4 × 10-7 ମଲ ସେମି - 3) 38 |
100, 400, 900, 1600, ଏବଂ 2500 rpm ରେ RDE ବ୍ୟବହାର କରି ଧାଡ଼ିରେ ସ୍ୱିପ୍ ଭୋଲ୍ଟାମୋଗ୍ରାମ୍ ସଂଗ୍ରହ କରନ୍ତୁ |ମୂଲ୍ୟଗୁଡିକ -0.4 V ରୁ ସୀମିତ ଜନ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ ଅଞ୍ଚଳରେ KL ଚିତ୍ର, ଅର୍ଥାତ୍ -j-1 ବନାମ ω-1 // 2 କାଟାଲାଇଷ୍ଟ ପାଇଁ ଚିତ୍ର (ଚିତ୍ର S3a) ପାଇଁ ନିଆଯାଇଥିଲା |ସମୀକରଣ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତୁ |ସମୀକରଣ (6) ଏବଂ (7) ରେ, କାଟାଲାଇଷ୍ଟର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ସୂଚକ, ଯେପରିକି ଗତିଜ କରେଣ୍ଟ୍ ସାନ୍ଧ୍ରତା, ଜନ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ jk ର ପ୍ରଭାବକୁ ଧ୍ୟାନ ନ ଦେଇ, y ଅକ୍ଷ ସହିତ ଛକ ବିନ୍ଦୁ ଏବଂ ସଂଖ୍ୟା ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ | ବକ୍ରର ଗ୍ରେଡିଏଣ୍ଟ୍ K ଦ୍ୱାରା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ |ସେଗୁଡିକ ସାରଣୀ 2 ରେ ତାଲିକାଭୁକ୍ତ |
5 wt% Pt / C ଏବଂ XC-72R ର ସର୍ବନିମ୍ନ ସଂପୂର୍ଣ୍ଣ jk ମୂଲ୍ୟ ଅଛି, ଏହି ସାମଗ୍ରୀଗୁଡ଼ିକ ପାଇଁ ଦ୍ରୁତ ଗତିଜତାକୁ ସୂଚାଇଥାଏ |ଅବଶ୍ୟ, XC-72R ବକ୍ରର ope ୁଲା ପ୍ରାୟ ଦୁଇଗୁଣ ଅଟେ ଯାହା 5 wt% Pt / C ପାଇଁ, ଯାହା ଆଶା କରାଯାଏ ଯେହେତୁ K ଅମ୍ଳଜାନ ହ୍ରାସ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସଂଖ୍ୟାର ସୂଚକ ଅଟେ |ବାସ୍ତୁଶାସ୍ତ୍ର ଅନୁସାରେ, 5 wt% Pt / C ପାଇଁ KL ପ୍ଲଟ୍ ସୀମିତ ଜନ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ ଅବସ୍ଥାରେ 39 ଉତ୍ପତ୍ତି ଦେଇ ଯିବା ଉଚିତ, ତଥାପି ଏହା ଚିତ୍ର S3a ରେ ପାଳନ କରାଯାଇନଥାଏ, ଫଳାଫଳକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରୁଥିବା ଗତିଜ କିମ୍ବା ବିସ୍ତାର ସୀମାକୁ ସୂଚିତ କରେ |ଏହା ହୋଇପାରେ କାରଣ ଗାରସାନି ଏବଂ ଅନ୍ୟମାନେ |40 ଦର୍ଶାଇଛି ଯେ Pt / C କାଟାଲାଇଟିସ୍ ଚଳଚ୍ଚିତ୍ରର ଟପୋଲୋଜି ଏବଂ ମର୍ଫୋଲୋଜିରେ ଛୋଟ ଅସଙ୍ଗତି ORR କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ମୂଲ୍ୟର ସଠିକତା ଉପରେ ପ୍ରଭାବ ପକାଇପାରେ |ତଥାପି, ଯେହେତୁ ସମସ୍ତ ଅନୁକ୍ରମଣିକା ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର ସମାନ prepared ଙ୍ଗରେ ପ୍ରସ୍ତୁତ ହୋଇଥିଲା, ଫଳାଫଳ ଉପରେ ଯେକ effect ଣସି ପ୍ରଭାବ ସମସ୍ତ ନମୁନା ପାଇଁ ସମାନ ହେବା ଉଚିତ |≈ -0.13 mA-1 cm2 ର ଗ୍ରାଫେନ୍ KL କ୍ରସ୍ ପଏଣ୍ଟ XC-72R ସହିତ ତୁଳନାତ୍ମକ, କିନ୍ତୁ N-doped ଗ୍ରାଫେନ୍ KL ଗ୍ରାଫ୍ ପାଇଁ -0.20 mA-1 cm2 କ୍ରସ୍ ପଏଣ୍ଟ ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ ବର୍ତ୍ତମାନର ଘନତା ଅଧିକ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ | କାଟାଲାଇଟିକ୍ କନଭର୍ଟରରେ ଭୋଲଟେଜ୍ |ଏହା ହେତୁ ହୋଇପାରେ ଯେ ଗ୍ରାଫେନର ନାଇଟ୍ରୋଜେନ ଡୋପିଂ ସାମଗ୍ରିକ ବ electrical ଦୁତିକ କଣ୍ଡକ୍ଟିଭିଟି ହ୍ରାସ କରିଥାଏ, ଫଳସ୍ୱରୂପ ମନ୍ଥର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ ଟ୍ରାନ୍ସଫର କିନେଟିକ୍ସ |ଏହାର ବିପରୀତରେ, ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍-ଡୋପଡ୍ ଗ୍ରାଫେନର ସଂପୂର୍ଣ୍ଣ K ମୂଲ୍ୟ ଗ୍ରାଫେନ୍ ତୁଳନାରେ ଛୋଟ କାରଣ ନାଇଟ୍ରୋଜେନର ଉପସ୍ଥିତି ORR41,42 ପାଇଁ ଅଧିକ ସକ୍ରିୟ ସାଇଟ୍ ସୃଷ୍ଟି କରିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ |
ମାଙ୍ଗାନିଜ ଉପରେ ଆଧାରିତ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ପାଇଁ, ସର୍ବ ବୃହତ ସଂପୂର୍ଣ୍ଣ ମୂଲ୍ୟର ଛକ ବିନ୍ଦୁ ପାଳନ କରାଯାଏ - 0.57 mA-1 cm2 |ତଥାପି, MnOx ର ସଂପୂର୍ଣ୍ଣ K ମୂଲ୍ୟ MnO2 ତୁଳନାରେ ବହୁତ କମ୍ ଏବଂ 5 wt% ପାଖାପାଖି |% Pt / Cଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ସଂଖ୍ୟାଗୁଡିକ ପ୍ରାୟ ସ୍ଥିର କରାଯାଇଥିଲା |MnOx ହେଉଛି 4 ଏବଂ MnO2 2 ର ନିକଟତର | ଏହା ସାହିତ୍ୟରେ ପ୍ରକାଶିତ ଫଳାଫଳ ସହିତ ସମାନ ଅଟେ, ଯାହା ରିପୋର୍ଟ କରେ ଯେ α-MnO2 ORR ପଥରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ସଂଖ୍ୟା 4 ଥିବାବେଳେ β-MnO243 ସାଧାରଣତ 4 4 ରୁ କମ୍ ଅଟେ | ମାଙ୍ଗାନିଜ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଉପରେ ଆଧାରିତ କାଟାଲାଇଷ୍ଟର ବିଭିନ୍ନ ପଲିମୋର୍ଫିକ୍ ଫର୍ମ ପାଇଁ ORR ପଥଗୁଡିକ ଭିନ୍ନ, ଯଦିଓ ରାସାୟନିକ ପଦକ୍ଷେପର ହାର ପ୍ରାୟ ସମାନ ରହିଥାଏ |ବିଶେଷ ଭାବରେ, MnOx ଏବଂ MnCo2O4 କାଟାଲାଇଷ୍ଟରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ସଂଖ୍ୟା 4 ରୁ ସାମାନ୍ୟ ଅଧିକ କାରଣ ଏହି ଅନୁପାତରେ ଉପସ୍ଥିତ ଥିବା ମାଙ୍ଗାନିଜ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ହ୍ରାସ ଅମ୍ଳଜାନ ହ୍ରାସ ସହିତ ଏକ ସମୟରେ ହୋଇଥାଏ |ପୂର୍ବ କାର୍ଯ୍ୟରେ, ଆମେ ଜାଣିଲୁ ଯେ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ 28 ରେ ପରିପୂର୍ଣ୍ଣ ଏକ ଦ୍ରବଣରେ ଅମ୍ଳଜାନ ହ୍ରାସ ହେବା ସହିତ ମାଙ୍ଗାନିଜ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ହ୍ରାସ ସମାନ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ପରିସର ମଧ୍ୟରେ ଘଟିଥାଏ |ପାର୍ଶ୍ୱ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ଅବଦାନ ଏକ ଗଣିତ ସଂଖ୍ୟକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ 4 ରୁ ସାମାନ୍ୟ ଅଧିକ କରିଥାଏ |
Co3O4 ର ଛକ ≈ −0.48 mA-1 cm2, ଯାହା ଦୁଇ ପ୍ରକାର ମାଙ୍ଗାନିଜ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଠାରୁ କମ୍ ନକାରାତ୍ମକ ଅଟେ, ଏବଂ ସ୍ପଷ୍ଟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ସଂଖ୍ୟା K ର ମୂଲ୍ୟ 2 ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ | NiCo2O4 ରେ Ni ଏବଂ MnCo2O4 ରେ Mn କୁ ବଦଳାଇବା | କୋ ଦ୍ the ାରା ସଂପୂର୍ଣ୍ଣ ମୂଲ୍ୟ K ହ୍ରାସ ହୁଏ, ଯାହା ମିଶ୍ରିତ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ସରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଟ୍ରାନ୍ସଫର କିନେଟିକ୍ସର ଉନ୍ନତି ସୂଚାଇଥାଏ |
ବ electrical ଦୁତିକ କଣ୍ଡକ୍ଟିଭିଟି ବ increase ାଇବା ଏବଂ ଗ୍ୟାସ୍ ବିସ୍ତାର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡରେ ସଠିକ୍ ତିନି-ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସୀମା ଗଠନକୁ ସୁଗମ କରିବା ପାଇଁ ORR କାଟାଲାଇଷ୍ଟ ଇଙ୍କରେ କାର୍ବନ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଯୋଗ କରାଯାଇଥାଏ |ଏହାର କମ୍ ମୂଲ୍ୟ, ବୃହତ ପୃଷ୍ଠଭୂମି 250 m2 · g-1 ଏବଂ 0.08 ରୁ 1 Ω · cm44.45 ର କମ୍ ପ୍ରତିରୋଧକତା ଯୋଗୁଁ ଭାଲକାନ୍- XC-72R କୁ ଚୟନ କରାଯାଇଥିଲା |400 rpm ରେ Vulcan XC-72R ସହିତ ମିଶ୍ରିତ ଏକ ଅନୁକ୍ରମଣିକା ନମୁନାର ଏକ LSV ପ୍ଲଟ୍ ଚିତ୍ର 1 4b ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି |Vulcan XC-72R ଯୋଡିବାର ସବୁଠାରୁ ସ୍ପଷ୍ଟ ପ୍ରଭାବ ହେଉଛି ଚରମ ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଘନତା ବୃଦ୍ଧି କରିବା |ଧ୍ୟାନ ଦିଅନ୍ତୁ ଯେ ଏକକ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ପାଇଁ ଅତିରିକ୍ତ 0.60 mA cm-2, ମିଶ୍ରିତ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ପାଇଁ 0.40 mA cm-2 ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ ଏବଂ ଡୋପଡ୍ ଗ୍ରାଫେନ୍ ପାଇଁ 0.28 mA cm-2 ସହିତ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ପାଇଁ ଏହା ଅଧିକ ଆଖିଦୃଶିଆ |N. 0.05 mA cm-2 ଯୋଗ କରନ୍ତୁ |−2କାଟାଲାଇଷ୍ଟ ଇଙ୍କରେ ଭାଲକାନ୍ XC-72R ର ଯୋଗ ମଧ୍ୟ ଆରମ୍ଭ ହେବାର ସମ୍ଭାବନା ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ ବ୍ୟତୀତ ସମସ୍ତ ଅନୁକ୍ରମଣିକା ପାଇଁ E1 / 2 ଅଧା ତରଙ୍ଗ ସମ୍ଭାବନା |ଏହି ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକ ବ elect ୁଥିବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ଭୂପୃଷ୍ଠର ବ୍ୟବହାର 46 ଏବଂ ସମର୍ଥିତ ଭଲକାନ୍ XC-72R କାଟାଲାଇଷ୍ଟରେ କାଟାଲାଇଷ୍ଟ କଣିକା ମଧ୍ୟରେ ଉନ୍ନତ ଯୋଗାଯୋଗ 47 ର ଏକ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ଫଳାଫଳ ହୋଇପାରେ |
ଏହି ଅନୁକ୍ରମଣିକା ମିଶ୍ରଣ ପାଇଁ ଅନୁରୂପ ଟାଫେଲ୍ ପ୍ଲଟ୍ ଏବଂ ଗତିଜ ପାରାମିଟରଗୁଡିକ ଯଥାକ୍ରମେ ଚିତ୍ର S2b ଏବଂ ସାରଣୀ 3 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି |XC-72R ସହିତ ଏବଂ ବିନା MnOx ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ ସାମଗ୍ରୀ ପାଇଁ ଟାଫେଲ୍ ope ୁଲା ମୂଲ୍ୟ ସମାନ ଥିଲା, ଯାହା ଦର୍ଶାଏ ଯେ ସେମାନଙ୍କର ORR ପଥ ପ୍ରଭାବିତ ହୋଇନାହିଁ |ଅବଶ୍ୟ, କୋବାଲ୍ଟ-ଆଧାରିତ ଅକ୍ସାଇଡ୍ Co3O4, NiCo2O4 ଏବଂ MnCo2O4 ଛୋଟ ନକାରାତ୍ମକ ନେଗେଟିଭ୍ ଟାଫେଲ୍ ସ୍ଲୋପ୍ ମୂଲ୍ୟ -68 ରୁ -80 mV dec-1 ମଧ୍ୟରେ XC-72R ସହିତ ORR ପଥରେ ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ସୂଚାଇଥାଏ |ଚିତ୍ର S3b ଏକ ଭାଲକାନ୍ XC-72R ସହିତ ମିଳିତ ଏକ ଅନୁକ୍ରମଣିକା ନମୁନା ପାଇଁ ଏକ KL ପ୍ଲଟ୍ ଦର୍ଶାଏ |ସାଧାରଣତ ,, XC-72R ସହିତ ମିଶ୍ରିତ ସମସ୍ତ ଅନୁକ୍ରମଣିକା ପାଇଁ jk ର ସଂପୂର୍ଣ୍ଣ ମୂଲ୍ୟ ହ୍ରାସ ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା |MnOx jk ର ସଂପୂର୍ଣ୍ଣ ମୂଲ୍ୟରେ 55 mA-1 cm2 ହ୍ରାସ କରିଥିବାବେଳେ NiCo2O4 32 mA-1 cm-2 ହ୍ରାସ ରେକର୍ଡ କରିଛି ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ 5 mA-1 cm2 ହ୍ରାସକୁ ଦର୍ଶାଇଛି |ଏହା ସିଦ୍ଧାନ୍ତ ନିଆଯାଇପାରେ ଯେ ଭାଲକାନ୍ XC-72R ର ପ୍ରଭାବ କାଟାଲାଇଷ୍ଟର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଉପରେ OVR ଦୃଷ୍ଟିରୁ କାଟାଲାଇଷ୍ଟର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ଦ୍ୱାରା ସୀମିତ |
Vulcan XC-72R NiCo2O4, MnCo2O4, ଗ୍ରାଫେନ୍, ଏବଂ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍-ଡୋପଡ୍ ଗ୍ରାଫେନର K ମୂଲ୍ୟକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ ନାହିଁ |ଅବଶ୍ୟ, ଭାଲକାନ୍ XC-72R ଯୋଗ ସହିତ Co3O4 ର K ମୂଲ୍ୟ ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ ପାଇଲା, ଯାହା ORR ଦ୍ୱାରା ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସଂଖ୍ୟା ବୃଦ୍ଧି ହେବାର ସୂଚାଇଥାଏ |କାର୍ବନ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ସହିତ Co3O4 ର ଏପରି ସମନ୍ୱୟ ରେଫରେ ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଛି |48, 49. ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ସମର୍ଥନର ଅନୁପସ୍ଥିତିରେ, Co3O4 HO2- ରୁ O2 ଏବଂ OH-50.51 ର ଅସଙ୍ଗତିକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିବ ବୋଲି ଚିନ୍ତା କରାଯାଏ, ଯାହା ସାରଣୀ 2 ରେ Co3O4 ର ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ସଂଖ୍ୟା ସହିତ ଭଲ ଚୁକ୍ତି ଅଟେ | ତେଣୁ, ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ Co3O4 ର ଶାରୀରିକ ଆଡର୍ସପସନ୍ ଏକ 2 + 2 ଚାରି-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ORR ପାଥ୍ 52 ସୃଷ୍ଟି କରିବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଏ ଯାହା ପ୍ରଥମେ O2 ରୁ HO2- Co3O4 କାଟାଲାଇଷ୍ଟ ଏବଂ ଭାଲକାନ୍ XC-72R (ସମୀକରଣ 1) ଏବଂ ତାପରେ HO2 - ଦ୍ରୁତ ଅସଙ୍ଗତ | ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ପୃଷ୍ଠକୁ O2 ରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରାଯାଏ ଏବଂ ପରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋରେଡକ୍ସନ୍ |
ଏହାର ବିପରୀତରେ, ଭାଲକାନ୍ XC-72R ର ଯୋଗ ସହିତ K MnOx ର ସଂପୂର୍ଣ୍ଣ ମୂଲ୍ୟ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଲା, ଯାହା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ସଂଖ୍ୟା 4.6 ରୁ 3.3 (ସାରଣୀ 3) ର ହ୍ରାସକୁ ଦର୍ଶାଏ |ଦୁଇ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ ପଥ ପାଇଁ କାର୍ବନ କାଟାଲାଇଷ୍ଟ କମ୍ପୋଜିଟରେ ଦୁଇଟି ସାଇଟର ଉପସ୍ଥିତି ଯୋଗୁଁ ଏହା ହୋଇଥାଏ |O2 ରୁ HO2 ର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ହ୍ରାସ- ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ସମର୍ଥନରେ ଅଧିକ ସହଜରେ ଘଟିଥାଏ, ଫଳସ୍ୱରୂପ ORR53 ର ଦୁଇ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ପଥ ପାଇଁ ସାମାନ୍ୟ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଲା |
ସାଂପ୍ରତିକ ଘନତା ପରିସରରେ GDE ଅର୍ଦ୍ଧ-କକ୍ଷରେ ଅନୁପାତର ସ୍ଥିରତାକୁ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରାଯାଇଥିଲା |ଡିମ୍ବିରି ଉପରେ5 GDE MnOx, MnCo2O4, NiCo2O4, ଗ୍ରାଫେନ୍, ଏବଂ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍-ଡୋପଡ୍ ଗ୍ରାଫେନ୍ ପାଇଁ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ବନାମ ସମୟର ପ୍ଲଟ୍ ଦେଖାଏ |MnOx ନିମ୍ନ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଘନତ୍ୱରେ ଭଲ ସାମଗ୍ରିକ ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ORR କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଦେଖାଏ, ଏହା ଅଧିକ ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ ବୋଲି ପରାମର୍ଶ ଦେଇଥାଏ |
1 M NaOH, 333 K, O2 ପ୍ରବାହ ହାର 200 cm3 / ମିନିଟରେ 10 ରୁ 100 mA / cm2 ରେ HDE ନମୁନାଗୁଡିକର କ୍ରୋନୋପୋଟେଣ୍ଟିଓମିଟ୍ରି |
MnCo2O4 ମଧ୍ୟ ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଘନତା ପରିସର ମଧ୍ୟରେ ଭଲ ORR ସ୍ଥିରତା ବଜାୟ ରଖିବା ପରି ଦେଖାଯାଏ, କିନ୍ତୁ 50 ଏବଂ 100 mA cm-2 ବୃହତ ଓଭରଭୋଲଟେଜ୍ ର ଅଧିକ ଘନତ୍ୱରେ ଦେଖାଯାଏ ଯେ MnCo2O4 MnOx ଭଳି କାର୍ଯ୍ୟ କରେ ନାହିଁ |ପରୀକ୍ଷିତ ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଘନତା ପରିସର ଉପରେ ଗ୍ରାଫେନ୍ GDE ସର୍ବନିମ୍ନ ORR କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ, 100 mA cm-2 ରେ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାର ଦ୍ରୁତ ହ୍ରାସ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ |ତେଣୁ, ମନୋନୀତ ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ଅବସ୍ଥାରେ, Zn-air ସେକେଣ୍ଡାରୀ ସିଷ୍ଟମରେ ପରବର୍ତ୍ତୀ ପରୀକ୍ଷଣ ପାଇଁ MnOx GDE କୁ ଚୟନ କରାଯାଇଥିଲା |