ഇലക്‌ട്രോഡ് പേസ്റ്റ് മാർക്കറ്റ് ഷെയർ, ട്രെൻഡ്, ബിസിനസ് സ്ട്രാറ്റജി, 2027-ലേക്കുള്ള പ്രവചനം

ഗ്രാഫൈറ്റിനെ കൃത്രിമ ഗ്രാഫൈറ്റ്, പ്രകൃതിദത്ത ഗ്രാഫൈറ്റ് എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു, ഏകദേശം 2 ബില്യൺ ടൺ പ്രകൃതിദത്ത ഗ്രാഫൈറ്റിൻ്റെ ലോകത്തിലെ തെളിയിക്കപ്പെട്ട കരുതൽ ശേഖരം.
സാധാരണ മർദ്ദത്തിൽ കാർബൺ അടങ്ങിയ വസ്തുക്കളുടെ വിഘടിപ്പിക്കലും ചൂട് ചികിത്സയും വഴിയാണ് കൃത്രിമ ഗ്രാഫൈറ്റ് ലഭിക്കുന്നത്. ഈ പരിവർത്തനത്തിന് ചാലകശക്തിയായി ഉയർന്ന താപനിലയും ഊർജവും ആവശ്യമാണ്, ക്രമരഹിതമായ ഘടന ഒരു ഓർഡർ ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയായി രൂപാന്തരപ്പെടും.
ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ എന്നത് 2000 ℃ ന് മുകളിലുള്ള ഉയർന്ന ഊഷ്മാവ് താപ ചികിത്സ കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെ പുനഃക്രമീകരണത്തിലൂടെയുള്ള കാർബണസ് പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ വിശാലമായ അർത്ഥത്തിൽ ആണ്, എന്നിരുന്നാലും 3000 ℃ ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷനിൽ കൂടുതലുള്ള ചില കാർബൺ പദാർത്ഥങ്ങൾ, ഇത്തരത്തിലുള്ള കാർബൺ പദാർത്ഥങ്ങളെ "ഹാർഡ് ചാർക്കോൾ" എന്ന് വിളിക്കുന്നു. എളുപ്പമുള്ള ഗ്രാഫിറ്റൈസ്ഡ് കാർബൺ മെറ്റീരിയലുകൾ, പരമ്പരാഗത ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ രീതി ഉയർന്ന താപനിലയും ഉയർന്ന മർദ്ദവും രീതി, കാറ്റലറ്റിക് ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ, കെമിക്കൽ നീരാവി നിക്ഷേപ രീതി മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

കാർബണേഷ്യസ് വസ്തുക്കളുടെ ഉയർന്ന മൂല്യവർദ്ധിത ഉപയോഗത്തിനുള്ള ഫലപ്രദമായ മാർഗ്ഗമാണ് ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ. പണ്ഡിതന്മാരുടെ വിപുലമായതും ആഴത്തിലുള്ളതുമായ ഗവേഷണത്തിന് ശേഷം, അത് ഇപ്പോൾ അടിസ്ഥാനപരമായി പക്വത പ്രാപിച്ചിരിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ചില പ്രതികൂല ഘടകങ്ങൾ വ്യവസായത്തിലെ പരമ്പരാഗത ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ്റെ പ്രയോഗത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു, അതിനാൽ പുതിയ ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ രീതികൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യേണ്ടത് അനിവാര്യമായ ഒരു പ്രവണതയാണ്.

19-ആം നൂറ്റാണ്ട് മുതൽ ഉരുകിയ ഉപ്പ് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ രീതി വികസനത്തിൻ്റെ ഒരു നൂറ്റാണ്ടിലേറെയായിരുന്നു, അതിൻ്റെ അടിസ്ഥാന സിദ്ധാന്തവും പുതിയ രീതികളും നിരന്തരം നവീകരണവും വികസനവുമാണ്, ഇപ്പോൾ പരമ്പരാഗത മെറ്റലർജിക്കൽ വ്യവസായത്തിൽ മാത്രം പരിമിതപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല, 21-ാം നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ തുടക്കത്തിൽ, ലോഹം ഉരുകിയ ഉപ്പ് സിസ്റ്റം സോളിഡ് ഓക്സൈഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് റിഡക്ഷൻ തയ്യാറാക്കൽ മൂലക ലോഹങ്ങൾ കൂടുതൽ സജീവമായി ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു,
അടുത്തിടെ, ഉരുകിയ ഉപ്പ് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം വഴി ഗ്രാഫൈറ്റ് വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പുതിയ രീതി വളരെയധികം ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചു.

കാഥോഡിക് പോലറൈസേഷൻ, ഇലക്‌ട്രോഡെപോസിഷൻ എന്നിവ വഴി, കാർബൺ അസംസ്‌കൃത വസ്തുക്കളുടെ രണ്ട് വ്യത്യസ്ത രൂപങ്ങൾ ഉയർന്ന മൂല്യമുള്ള നാനോ-ഗ്രാഫൈറ്റ് വസ്തുക്കളായി രൂപാന്തരപ്പെടുന്നു. പരമ്പരാഗത ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, പുതിയ ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ രീതിക്ക് കുറഞ്ഞ ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ താപനിലയും നിയന്ത്രിക്കാവുന്ന രൂപശാസ്ത്രവും ഉണ്ട്.

ഈ പേപ്പർ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ രീതി ഉപയോഗിച്ച് ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ്റെ പുരോഗതി അവലോകനം ചെയ്യുന്നു, ഈ പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യ അവതരിപ്പിക്കുന്നു, അതിൻ്റെ ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളും വിശകലനം ചെയ്യുന്നു, അതിൻ്റെ ഭാവി വികസന പ്രവണത പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

ആദ്യം, ഉരുകിയ ഉപ്പ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് കാഥോഡ് ധ്രുവീകരണ രീതി

1.1 അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ
നിലവിൽ, കൃത്രിമ ഗ്രാഫൈറ്റിൻ്റെ പ്രധാന അസംസ്‌കൃത വസ്തു ഉയർന്ന ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ ബിരുദമുള്ള സൂചി കോക്കും പിച്ച് കോക്കും ആണ്, അതായത് എണ്ണ അവശിഷ്ടങ്ങളും കൽക്കരി ടാറും അസംസ്‌കൃത വസ്തുവായി ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള കാർബൺ പദാർത്ഥങ്ങൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, കുറഞ്ഞ പോറോസിറ്റി, കുറഞ്ഞ സൾഫർ, കുറഞ്ഞ ചാരം. ഗ്രാഫൈറ്റൈസേഷൻ്റെ ഉള്ളടക്കവും ഗുണങ്ങളും, ഗ്രാഫൈറ്റിലേക്ക് തയ്യാറാക്കിയതിനുശേഷം, ആഘാതത്തിന് നല്ല പ്രതിരോധമുണ്ട്, ഉയർന്ന മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി, കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധം,
എന്നിരുന്നാലും, പരിമിതമായ എണ്ണ ശേഖരവും എണ്ണവിലയിലെ ചാഞ്ചാട്ടവും അതിൻ്റെ വികസനത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ പുതിയ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ തേടുന്നത് അടിയന്തിരമായി പരിഹരിക്കേണ്ട ഒരു പ്രശ്നമായി മാറിയിരിക്കുന്നു.
പരമ്പരാഗത ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ രീതികൾക്ക് പരിമിതികളുണ്ട്, വ്യത്യസ്ത ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ രീതികൾ വ്യത്യസ്ത അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. നോൺ-ഗ്രാഫിറ്റൈസ്ഡ് കാർബണിന്, പരമ്പരാഗത രീതികൾക്ക് ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല, അതേസമയം ഉരുകിയ ഉപ്പ് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിൻ്റെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ഫോർമുല അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ പരിമിതിയെ മറികടക്കുന്നു, ഇത് മിക്കവാറും എല്ലാ പരമ്പരാഗത കാർബൺ പദാർത്ഥങ്ങൾക്കും അനുയോജ്യമാണ്.

പരമ്പരാഗത കാർബൺ സാമഗ്രികളിൽ കാർബൺ ബ്ലാക്ക്, ആക്ടിവേറ്റഡ് കാർബൺ, കൽക്കരി മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു, അവയിൽ കൽക്കരി ഏറ്റവും വാഗ്ദാനമാണ്. കൽക്കരി അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മഷി കൽക്കരി മുൻഗാമിയായി എടുക്കുകയും പ്രീ-ട്രീറ്റ്മെൻ്റിന് ശേഷം ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ ഗ്രാഫൈറ്റ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളാക്കി തയ്യാറാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
അടുത്തിടെ, ഈ പേപ്പർ ഒരു പുതിയ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ രീതികൾ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു, ഉരുകിയ ഉപ്പ് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം വഴി കാർബൺ കറുപ്പ് ഗ്രാഫൈറ്റിൻ്റെ ഉയർന്ന സ്ഫടികതയിലേക്ക് ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്യാൻ സാധ്യതയില്ല. ലിഥിയം ബാറ്ററി കാഥോഡിനായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ സ്വാഭാവിക ഗ്രാഫൈറ്റിനേക്കാൾ മികച്ച ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രകടനം കാണിച്ചു.
Zhu et al. 950 ℃ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിനായി ഡീഷിംഗ് ട്രീറ്റ്മെൻ്റ് കുറഞ്ഞ നിലവാരമുള്ള കൽക്കരി CaCl2 ഉരുകിയ ഉപ്പ് സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് ഇട്ടു, കൂടാതെ ഉയർന്ന ക്രിസ്റ്റലിനിറ്റി ഉള്ള കുറഞ്ഞ നിലവാരമുള്ള കൽക്കരിയെ ഗ്രാഫൈറ്റാക്കി മാറ്റി, ഇത് ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററിയുടെ ആനോഡായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ നല്ല നിരക്ക് പ്രകടനവും ദീർഘ ചക്ര ആയുസ്സും കാണിച്ചു. .
ഉരുകിയ ഉപ്പ് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം വഴി വിവിധ തരത്തിലുള്ള പരമ്പരാഗത കാർബൺ പദാർത്ഥങ്ങളെ ഗ്രാഫൈറ്റാക്കി മാറ്റുന്നത് പ്രായോഗികമാണെന്ന് പരീക്ഷണം കാണിക്കുന്നു, ഇത് ഭാവിയിലെ സിന്തറ്റിക് ഗ്രാഫൈറ്റിന് ഒരു പുതിയ വഴി തുറക്കുന്നു.
1.2 മെക്കാനിസം
ഉരുകിയ ഉപ്പ് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ രീതി കാർബൺ മെറ്റീരിയൽ കാഥോഡായി ഉപയോഗിക്കുകയും കാഥോഡിക് ധ്രുവീകരണം വഴി ഉയർന്ന സ്ഫടികതയുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റായി മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു. നിലവിൽ, നിലവിലുള്ള സാഹിത്യത്തിൽ ഓക്സിജൻ നീക്കം ചെയ്യലും കാഥോഡിക് ധ്രുവീകരണത്തിൻ്റെ സാധ്യതയുള്ള പരിവർത്തന പ്രക്രിയയിൽ കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെ ദീർഘദൂര പുനഃക്രമീകരണവും പരാമർശിക്കുന്നു.
കാർബൺ പദാർത്ഥങ്ങളിൽ ഓക്സിജൻ്റെ സാന്നിധ്യം ഒരു പരിധിവരെ ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷനെ തടസ്സപ്പെടുത്തും. പരമ്പരാഗത ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ, താപനില 1600K-ൽ കൂടുതലാകുമ്പോൾ ഓക്സിജൻ സാവധാനം നീക്കം ചെയ്യപ്പെടും. എന്നിരുന്നാലും, കാഥോഡിക് ധ്രുവീകരണത്തിലൂടെ ഡയോക്സിഡൈസ് ചെയ്യുന്നത് വളരെ സൗകര്യപ്രദമാണ്.

പെങ് മുതലായവ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ആദ്യമായി ഉരുകിയ ഉപ്പ് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ കാഥോഡിക് ധ്രുവീകരണ സാധ്യതയുള്ള സംവിധാനം മുന്നോട്ട് വച്ചു, അതായത് ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ ഏറ്റവും കൂടുതൽ ആരംഭിക്കേണ്ടത് ഖര കാർബൺ മൈക്രോസ്ഫിയറുകൾ/ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഇൻ്റർഫേസിലാണ്, ആദ്യത്തെ കാർബൺ മൈക്രോസ്ഫിയർ ഒരു അടിസ്ഥാന വ്യാസത്തിന് ചുറ്റുമായി. ഗ്രാഫൈറ്റ് ഷെൽ, പിന്നീട് ഒരിക്കലും സ്ഥിരതയില്ലാത്ത അൺഹൈഡ്രസ് കാർബൺ കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ പൂർണ്ണമായും ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്യുന്നതുവരെ കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ള ബാഹ്യ ഗ്രാഫൈറ്റ് അടരുകളിലേക്ക് വ്യാപിക്കില്ല,
ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ ഓക്സിജൻ നീക്കം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, ഇത് പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെയും സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെടുന്നു.
ജിൻ തുടങ്ങിയവർ. പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെയും ഈ കാഴ്ചപ്പാട് തെളിയിച്ചു. ഗ്ലൂക്കോസിൻ്റെ കാർബണൈസേഷനുശേഷം, ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ (17% ഓക്സിജൻ ഉള്ളടക്കം) നടത്തി. ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷനുശേഷം, യഥാർത്ഥ ഖര കാർബൺ ഗോളങ്ങൾ (ചിത്രം 1 എ, 1 സി) ഗ്രാഫൈറ്റ് നാനോഷീറ്റുകൾ (ചിത്രം 1 ബി, 1 ഡി) അടങ്ങിയ ഒരു പോറസ് ഷെൽ രൂപീകരിച്ചു.
കാർബൺ നാരുകളുടെ (16% ഓക്സിജൻ) വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം വഴി, ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷനുശേഷം ഗ്രാഫൈറ്റ് ട്യൂബുകളായി കാർബൺ ഫൈബറുകൾ പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടാം.

ദീർഘദൂര ചലനം കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെ കാഥോഡിക് ധ്രുവീകരണത്തിൻ കീഴിലാണെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു, ഉയർന്ന ക്രിസ്റ്റൽ ഗ്രാഫൈറ്റ് അമോർഫസ് കാർബൺ പുനഃക്രമീകരിക്കണം, സിന്തറ്റിക് ഗ്രാഫൈറ്റ് അദ്വിതീയ ദളങ്ങൾ ഓക്സിജൻ ആറ്റങ്ങളിൽ നിന്ന് പ്രയോജനം ലഭിക്കുന്ന നാനോ ഘടനകളെ രൂപപ്പെടുത്തുന്നു, എന്നാൽ ഗ്രാഫൈറ്റ് നാനോമീറ്റർ ഘടനയെ എങ്ങനെ സ്വാധീനിക്കണം എന്ന് വ്യക്തമല്ല. കാഥോഡ് പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് ശേഷം കാർബൺ അസ്ഥികൂടത്തിൽ നിന്നുള്ള ഓക്സിജൻ പോലുള്ളവ.
നിലവിൽ, മെക്കാനിസത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം ഇപ്പോഴും പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിലാണ്, കൂടുതൽ ഗവേഷണം ആവശ്യമാണ്.

1.3 സിന്തറ്റിക് ഗ്രാഫൈറ്റിൻ്റെ മോർഫോളജിക്കൽ സ്വഭാവം
ഗ്രാഫൈറ്റിൻ്റെ സൂക്ഷ്മതല രൂപഘടന നിരീക്ഷിക്കാൻ SEM ഉപയോഗിക്കുന്നു, 0.2 μm-ൽ താഴെയുള്ള ഘടനാപരമായ രൂപഘടന നിരീക്ഷിക്കാൻ TEM ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഗ്രാഫൈറ്റിൻ്റെ സൂക്ഷ്മഘടനയെ ചിത്രീകരിക്കാൻ XRD, രാമൻ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി എന്നിവയാണ് ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന മാർഗ്ഗങ്ങൾ, XRD ക്രിസ്റ്റലിനെ ചിത്രീകരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഗ്രാഫൈറ്റിൻ്റെ വിവരങ്ങൾ, രാമൻ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി എന്നിവ ഗ്രാഫൈറ്റിൻ്റെ തകരാറുകളും ക്രമത്തിൻ്റെ അളവും നിർണ്ണയിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഉരുകിയ ഉപ്പ് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിൻ്റെ കാഥോഡ് ധ്രുവീകരണം വഴി തയ്യാറാക്കിയ ഗ്രാഫൈറ്റിൽ ധാരാളം സുഷിരങ്ങളുണ്ട്. കാർബൺ ബ്ലാക്ക് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം പോലുള്ള വ്യത്യസ്ത അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾക്ക്, ദളങ്ങൾ പോലെയുള്ള പോറസ് നാനോസ്ട്രക്ചറുകൾ ലഭിക്കും. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിനു ശേഷം കാർബൺ കറുപ്പിൽ XRD, രാമൻ സ്പെക്ട്രം വിശകലനം നടത്തുന്നു.
827 ℃-ൽ, 2.6V വോൾട്ടേജ് ഉപയോഗിച്ച് 1 മണിക്കൂർ ചികിത്സിച്ച ശേഷം, കാർബൺ കറുപ്പിൻ്റെ രാമൻ സ്പെക്ട്രൽ ഇമേജ് വാണിജ്യ ഗ്രാഫൈറ്റിൻ്റേതിന് സമാനമാണ്. കാർബൺ കറുപ്പ് വ്യത്യസ്ത ഊഷ്മാവിൽ ചികിത്സിച്ച ശേഷം, മൂർച്ചയുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് സ്വഭാവത്തിൻ്റെ കൊടുമുടി (002) അളക്കുന്നു. ഡിഫ്രാക്ഷൻ പീക്ക് (002) ഗ്രാഫൈറ്റിലെ ആരോമാറ്റിക് കാർബൺ പാളിയുടെ ഓറിയൻ്റേഷൻ്റെ അളവ് പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
കാർബൺ പാളി മൂർച്ചയേറിയതാണ്, അത് കൂടുതൽ ഓറിയൻ്റഡ് ആണ്.

പരീക്ഷണത്തിൽ സു ശുദ്ധീകരിച്ച ഇൻഫീരിയർ കൽക്കരി കാഥോഡായി ഉപയോഗിച്ചു, ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത ഉൽപ്പന്നത്തിൻ്റെ സൂക്ഷ്മഘടന ഗ്രാനുലാറിൽ നിന്ന് വലിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് ഘടനയിലേക്ക് രൂപാന്തരപ്പെട്ടു, കൂടാതെ ഉയർന്ന നിരക്കിലുള്ള ട്രാൻസ്മിഷൻ ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ ഇറുകിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് പാളിയും നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു.
രാമൻ സ്പെക്ട്രയിൽ, പരീക്ഷണാത്മക വ്യവസ്ഥകളുടെ മാറ്റത്തിനൊപ്പം, ID/ Ig മൂല്യവും മാറി. ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് താപനില 950 ℃ ആയിരുന്നപ്പോൾ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് സമയം 6h ആയിരുന്നു, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് വോൾട്ടേജ് 2.6V ആയിരുന്നു, ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ID/ Ig മൂല്യം 0.3 ആയിരുന്നു, D പീക്ക് G പീക്കിനെക്കാൾ വളരെ താഴ്ന്നതായിരുന്നു. അതേ സമയം, 2D കൊടുമുടിയുടെ രൂപവും ഉയർന്ന ക്രമത്തിലുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ഘടനയുടെ രൂപീകരണത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
XRD ഇമേജിലെ മൂർച്ചയുള്ള (002) ഡിഫ്രാക്ഷൻ പീക്ക്, ഉയർന്ന സ്ഫടികതയോടെ താഴ്ന്ന കൽക്കരിയെ ഗ്രാഫൈറ്റായി വിജയകരമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിനെ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.

ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ, താപനിലയുടെയും വോൾട്ടേജിൻ്റെയും വർദ്ധനവ് പ്രോത്സാഹനപരമായ പങ്ക് വഹിക്കും, എന്നാൽ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ഗ്രാഫൈറ്റിൻ്റെ വിളവ് കുറയ്ക്കും, കൂടാതെ വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയോ അല്ലെങ്കിൽ വളരെ നീണ്ട ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ സമയമോ വിഭവങ്ങൾ പാഴാക്കുന്നതിന് ഇടയാക്കും, അതിനാൽ വ്യത്യസ്ത കാർബൺ വസ്തുക്കൾക്ക് , ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് അവസ്ഥകൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യേണ്ടത് വളരെ പ്രധാനമാണ്, ശ്രദ്ധയും ബുദ്ധിമുട്ടും കൂടിയാണ്.
ഇതളുകൾ പോലെയുള്ള ഈ നാനോസ്ട്രക്ചറിന് മികച്ച ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. ഒരു വലിയ സംഖ്യ സുഷിരങ്ങൾ അയോണുകളെ വേഗത്തിൽ ചേർക്കാനും/ഡീംബെഡ് ചെയ്യാനും അനുവദിക്കുന്നു, ബാറ്ററികൾക്ക് ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള കാഥോഡ് സാമഗ്രികൾ നൽകുന്നു. അതിനാൽ, ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ രീതി ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ വളരെ സാധ്യതയുള്ള ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ രീതിയാണ്.

ഉരുകിയ ഉപ്പ് ഇലക്ട്രോഡെപോസിഷൻ രീതി

2.1 കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിൻ്റെ ഇലക്ട്രോഡെപോസിഷൻ
ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ഹരിതഗൃഹ വാതകം എന്ന നിലയിൽ, CO2 വിഷരഹിതവും നിരുപദ്രവകരവും വിലകുറഞ്ഞതും എളുപ്പത്തിൽ ലഭ്യമാകുന്നതുമായ പുനരുപയോഗ വിഭവമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, CO2 ലെ കാർബൺ ഏറ്റവും ഉയർന്ന ഓക്സിഡേഷൻ അവസ്ഥയിലാണ്, അതിനാൽ CO2 ന് ഉയർന്ന തെർമോഡൈനാമിക് സ്ഥിരതയുണ്ട്, ഇത് പുനരുപയോഗം ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു.
CO2 ഇലക്ട്രോഡെപോസിഷനെക്കുറിച്ചുള്ള ആദ്യകാല ഗവേഷണം 1960 കളിൽ കണ്ടെത്താനാകും. ഇൻഗ്രാം തുടങ്ങിയവർ. Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 എന്ന ഉരുകിയ ഉപ്പ് സംവിധാനത്തിൽ സ്വർണ്ണ ഇലക്ട്രോഡിൽ കാർബൺ വിജയകരമായി തയ്യാറാക്കി.

വാൻ തുടങ്ങിയവർ. വ്യത്യസ്ത റിഡക്ഷൻ പൊട്ടൻഷ്യലുകളിൽ ലഭിച്ച കാർബൺ പൊടികൾക്ക് ഗ്രാഫൈറ്റ്, അമോഫസ് കാർബൺ, കാർബൺ നാനോഫൈബറുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വ്യത്യസ്ത ഘടനകളുണ്ടെന്ന് ചൂണ്ടിക്കാട്ടി.
CO2 പിടിച്ചെടുക്കാൻ ഉരുകിയ ഉപ്പ്, കാർബൺ മെറ്റീരിയൽ വിജയത്തിൻ്റെ തയ്യാറെടുപ്പ് രീതി എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച്, ഗവേഷണ പണ്ഡിതന്മാർ ദീർഘനാളത്തെ ഗവേഷണത്തിന് ശേഷം കാർബൺ ഡിപ്പോസിഷൻ രൂപീകരണ സംവിധാനത്തിലും ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് താപനില, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് വോൾട്ടേജ്, ഘടന എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്ന അന്തിമ ഉൽപ്പന്നത്തിൽ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ അവസ്ഥകളുടെ സ്വാധീനത്തിലും ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചു. ഉരുകിയ ഉപ്പ്, ഇലക്ട്രോഡുകൾ മുതലായവ, CO2 ൻ്റെ ഇലക്ട്രോഡെപോസിഷനുവേണ്ടി ഗ്രാഫൈറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ ഉയർന്ന പ്രകടനം തയ്യാറാക്കുന്നത് ഒരു ഉറച്ച അടിത്തറയിട്ടു.

ഇലക്‌ട്രോലൈറ്റ് മാറ്റുന്നതിലൂടെയും ഉയർന്ന CO2 ക്യാപ്‌ചർ കാര്യക്ഷമതയോടെ CaCl2 അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഉരുകിയ ഉപ്പ് സംവിധാനം ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെയും, Hu et al. ഉയർന്ന ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ ബിരുദവും കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളും മറ്റ് നാനോഗ്രാഫൈറ്റ് ഘടനകളും ഉള്ള ഗ്രാഫീൻ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിൻ്റെ താപനില, ഇലക്ട്രോഡ് ഘടന, ഉരുകിയ ഉപ്പ് ഘടന തുടങ്ങിയ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ അവസ്ഥകൾ പഠിച്ച് വിജയകരമായി തയ്യാറാക്കി.
കാർബണേറ്റ് സംവിധാനവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, CaCl2 ന് വിലകുറഞ്ഞതും എളുപ്പത്തിൽ ലഭ്യമാകുന്നതും, ഉയർന്ന ചാലകത, വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കാൻ എളുപ്പമുള്ളതും, ഓക്സിജൻ അയോണുകളുടെ ഉയർന്ന ലയിക്കുന്നതും, ഉയർന്ന മൂല്യവർദ്ധിത മൂല്യമുള്ള CO2 ഗ്രാഫൈറ്റ് ഉൽപന്നങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നതിനുള്ള സൈദ്ധാന്തിക വ്യവസ്ഥകൾ നൽകുന്നു.

2.2 ട്രാൻസ്ഫോർമേഷൻ മെക്കാനിസം
ഉരുകിയ ഉപ്പിൽ നിന്ന് CO2 ഇലക്ട്രോഡെപോസിഷൻ വഴി ഉയർന്ന മൂല്യവർദ്ധിത കാർബൺ വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിൽ പ്രധാനമായും CO2 ക്യാപ്ചർ, പരോക്ഷമായ കുറവ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. സമവാക്യം (1) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, CO2 പിടിച്ചെടുക്കുന്നത് സ്വതന്ത്ര O2- ഉരുകിയ ഉപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് പൂർത്തിയാക്കുന്നു:
CO2+O2-→CO3 2- (1)
നിലവിൽ, മൂന്ന് പരോക്ഷ റിഡക്ഷൻ റിയാക്ഷൻ മെക്കാനിസങ്ങൾ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്: ഒരു-ഘട്ട പ്രതികരണം, രണ്ട്-ഘട്ട പ്രതികരണം, മെറ്റൽ റിഡക്ഷൻ റിയാക്ഷൻ മെക്കാനിസം.
സമവാക്യം (2) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഒറ്റ-ഘട്ട പ്രതികരണ സംവിധാനം ആദ്യമായി നിർദ്ദേശിച്ചത് ഇൻഗ്രാം ആണ്:
CO3 2-+ 4E – →C+3O2- (2)
സമവാക്യത്തിൽ (3-4) കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ബൊറുക്കയും മറ്റുള്ളവരും രണ്ട്-ഘട്ട പ്രതികരണ സംവിധാനം നിർദ്ദേശിച്ചു:
CO3 2-+ 2E – →CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – →C+2O2- (4)
മെറ്റൽ റിഡക്ഷൻ റിയാക്ഷൻ്റെ സംവിധാനം ഡീൻഹാർഡും മറ്റുള്ളവരും നിർദ്ദേശിച്ചു. ലോഹ അയോണുകൾ ആദ്യം കാഥോഡിൽ ലോഹമായി ചുരുങ്ങി, തുടർന്ന് ലോഹം കാർബണേറ്റ് അയോണുകളായി ചുരുങ്ങി, സമവാക്യത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ (5~6) :
M- + E – →M (5)
4 m + M2CO3 – > C + 3 m2o (6)

നിലവിൽ, നിലവിലുള്ള സാഹിത്യത്തിൽ ഏക-ഘട്ട പ്രതികരണ സംവിധാനം പൊതുവെ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.
Yin et al. Li-Na-K കാർബണേറ്റ് സിസ്റ്റത്തിൽ നിക്കൽ കാഥോഡും ടിൻ ഡയോക്സൈഡ് ആനോഡും സിൽവർ വയർ റഫറൻസ് ഇലക്ട്രോഡും ഉപയോഗിച്ച് പഠിച്ചു, കൂടാതെ നിക്കൽ കാഥോഡിൽ ചിത്രം 2 (സ്കാനിംഗ് നിരക്ക് 100 mV/s) ൽ സൈക്ലിക് വോൾട്ടാമെട്രി ടെസ്റ്റ് ഫിഗർ ലഭിച്ചു. നെഗറ്റീവ് സ്കാനിംഗിൽ ഒരു റിഡക്ഷൻ പീക്ക് (-2.0V-ൽ) മാത്രമേ ഉണ്ടായിരുന്നുള്ളൂ.
അതിനാൽ, കാർബണേറ്റ് കുറയ്ക്കുമ്പോൾ ഒരു പ്രതികരണം മാത്രമേ ഉണ്ടായിട്ടുള്ളൂ എന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം.

ഗാവോ തുടങ്ങിയവർ. ഒരേ കാർബണേറ്റ് സിസ്റ്റത്തിൽ ഒരേ ചാക്രിക വോൾട്ടാമെട്രി ലഭിച്ചു.
ഗെ തുടങ്ങിയവർ. LiCl-Li2CO3 സിസ്റ്റത്തിൽ CO2 പിടിച്ചെടുക്കാൻ നിഷ്ക്രിയ ആനോഡും ടങ്സ്റ്റൺ കാഥോഡും ഉപയോഗിക്കുകയും സമാനമായ ചിത്രങ്ങൾ നേടുകയും ചെയ്തു, നെഗറ്റീവ് സ്കാനിംഗിൽ കാർബൺ നിക്ഷേപത്തിൻ്റെ ഒരു റിഡക്ഷൻ പീക്ക് മാത്രമേ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടിട്ടുള്ളൂ.
ആൽക്കലൈൻ ലോഹം ഉരുകിയ ഉപ്പ് സമ്പ്രദായത്തിൽ, കാഥോഡിലൂടെ കാർബൺ നിക്ഷേപിക്കുമ്പോൾ ആൽക്കലി ലോഹങ്ങളും CO യും ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടും. എന്നിരുന്നാലും, കാർബൺ ഡിപ്പോസിഷൻ പ്രതികരണത്തിൻ്റെ തെർമോഡൈനാമിക് അവസ്ഥകൾ താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ കുറവായതിനാൽ, കാർബണേറ്റ് കാർബണിലേക്ക് കുറയ്ക്കുന്നത് മാത്രമേ പരീക്ഷണത്തിൽ കണ്ടെത്താൻ കഴിയൂ.

2.3 ഗ്രാഫൈറ്റ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ തയ്യാറാക്കാൻ ഉരുകിയ ഉപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് CO2 പിടിച്ചെടുക്കൽ
പരീക്ഷണാത്മക സാഹചര്യങ്ങൾ നിയന്ത്രിച്ച് ഉരുകിയ ഉപ്പിൽ നിന്ന് CO2 ഇലക്ട്രോഡെപോസിഷൻ ചെയ്ത് ഗ്രാഫീൻ, കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന മൂല്യവർദ്ധിത ഗ്രാഫൈറ്റ് നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾ തയ്യാറാക്കാം. ഹൂ തുടങ്ങിയവർ. CaCl2-NaCl-CaO ഉരുകിയ ഉപ്പ് സിസ്റ്റത്തിൽ സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ കാഥോഡായി ഉപയോഗിക്കുകയും വ്യത്യസ്ത താപനിലകളിൽ 2.6V സ്ഥിരമായ വോൾട്ടേജിൻ്റെ അവസ്ഥയിൽ 4 മണിക്കൂർ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം ചെയ്യുകയും ചെയ്തു.
ഇരുമ്പിൻ്റെ ഉത്തേജനത്തിനും ഗ്രാഫൈറ്റ് പാളികൾക്കിടയിലുള്ള CO യുടെ സ്ഫോടനാത്മക ഫലത്തിനും നന്ദി, കാഥോഡിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഗ്രാഫീൻ കണ്ടെത്തി. ഗ്രാഫീൻ തയ്യാറാക്കുന്ന പ്രക്രിയ ചിത്രം 3-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
ചിത്രം
പിന്നീടുള്ള പഠനങ്ങൾ CaCl2-NaClCaO ഉരുകിയ ഉപ്പ് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ Li2SO4 ചേർത്തു, വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിൻ്റെ താപനില 625 ℃ ആയിരുന്നു, 4h വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിന് ശേഷം, അതേ സമയം കാർബണിൻ്റെ കാഥോഡിക് ഡിപ്പോസിഷനിൽ ഗ്രാഫീനും കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളും കണ്ടെത്തി, പഠനം കണ്ടെത്തി, Li+ ഉം SO4 2 ഉം - ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷനിൽ നല്ല പ്രഭാവം കൊണ്ടുവരാൻ.
സൾഫറും കാർബൺ ബോഡിയിൽ വിജയകരമായി സംയോജിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ സാഹചര്യങ്ങൾ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ അൾട്രാ-നേർത്ത ഗ്രാഫൈറ്റ് ഷീറ്റുകളും ഫിലമെൻ്റസ് കാർബണും ലഭിക്കും.

ഉയർന്നതും താഴ്ന്നതുമായ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ താപനില പോലുള്ള വസ്തുക്കൾ ഗ്രാഫീൻ്റെ രൂപീകരണത്തിന് നിർണ്ണായകമാണ്, 800 ഡിഗ്രിയിൽ കൂടുതലുള്ള താപനില കാർബണിന് പകരം CO ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ എളുപ്പമാകുമ്പോൾ, 950 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ കൂടുതൽ കാർബൺ നിക്ഷേപം ഉണ്ടാകില്ല, അതിനാൽ താപനില നിയന്ത്രണം വളരെ പ്രധാനമാണ്. ഗ്രാഫീൻ, കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ എന്നിവ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനും, കാഥോഡ് സ്ഥിരതയുള്ള ഗ്രാഫീൻ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ കാർബൺ ഡിപ്പോസിഷൻ റിയാക്ഷൻ CO റിയാക്ഷൻ സിനർജി പുനഃസ്ഥാപിക്കുന്നതിനും.
ഈ കൃതികൾ CO2 ഉപയോഗിച്ച് നാനോ-ഗ്രാഫൈറ്റ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പുതിയ രീതി നൽകുന്നു, ഇത് ഹരിതഗൃഹ വാതകങ്ങളുടെ പരിഹാരത്തിനും ഗ്രാഫീൻ തയ്യാറാക്കലിനും വളരെ പ്രാധാന്യമുള്ളതാണ്.

3. സംഗ്രഹവും ഔട്ട്ലുക്കും
പുതിയ ഊർജ്ജ വ്യവസായത്തിൻ്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികാസത്തോടെ, പ്രകൃതിദത്ത ഗ്രാഫൈറ്റിന് നിലവിലെ ആവശ്യം നിറവേറ്റാൻ കഴിഞ്ഞില്ല, കൂടാതെ കൃത്രിമ ഗ്രാഫൈറ്റിന് പ്രകൃതിദത്ത ഗ്രാഫൈറ്റിനേക്കാൾ മികച്ച ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, അതിനാൽ വിലകുറഞ്ഞതും കാര്യക്ഷമവും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമായ ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ ഒരു ദീർഘകാല ലക്ഷ്യമാണ്.
കാഥോഡിക് ധ്രുവീകരണ രീതിയും ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ഡിപ്പോസിഷനും ഉപയോഗിച്ച് ഖര, വാതക അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളിൽ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ രീതികൾ ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ, ഉയർന്ന അധിക മൂല്യമുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് മെറ്റീരിയലുകളിൽ നിന്ന് വിജയകരമായി പുറത്തെടുത്തു, പരമ്പരാഗത ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ രീതിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ രീതി ഉയർന്ന ദക്ഷതയുള്ളതും കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗവുമാണ്. ഗ്രാഫൈറ്റ് ഘടനയുടെ വ്യത്യസ്ത രൂപഘടനയിൽ, വ്യത്യസ്ത വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ വ്യവസ്ഥകൾക്കനുസരിച്ച്, ഒരേ സമയം തിരഞ്ഞെടുത്ത മെറ്റീരിയലുകളാൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന ഹരിത പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണം,
എല്ലാത്തരം രൂപരഹിതമായ കാർബണും ഹരിതഗൃഹ വാതകങ്ങളും മൂല്യവത്തായ നാനോ-ഘടനയുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് വസ്തുക്കളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഫലപ്രദമായ മാർഗം ഇത് നൽകുന്നു, കൂടാതെ നല്ല ആപ്ലിക്കേഷൻ സാധ്യതയുമുണ്ട്.
നിലവിൽ, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ അതിൻ്റെ ശൈശവാവസ്ഥയിലാണ്. ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ രീതി ഉപയോഗിച്ച് ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷനെക്കുറിച്ചുള്ള കുറച്ച് പഠനങ്ങളുണ്ട്, മാത്രമല്ല ഇപ്പോഴും അജ്ഞാതമായ നിരവധി പ്രക്രിയകളുണ്ട്. അതിനാൽ, അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളിൽ നിന്ന് ആരംഭിച്ച് വിവിധ രൂപരഹിതമായ കാർബണുകളിൽ സമഗ്രവും ചിട്ടയായതുമായ പഠനം നടത്തേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, അതേ സമയം ഗ്രാഫൈറ്റ് പരിവർത്തനത്തിൻ്റെ തെർമോഡൈനാമിക്സും ഡൈനാമിക്സും ആഴത്തിലുള്ള തലത്തിൽ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുക.
ഗ്രാഫൈറ്റ് വ്യവസായത്തിൻ്റെ ഭാവി വികസനത്തിന് ഇവയ്ക്ക് ദൂരവ്യാപകമായ പ്രാധാന്യമുണ്ട്.