উচ্চ-মানের Fe4[Fe(CN)6]3 ন্যানোকিউব প্রস্তুতি: জলীয় সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য ক্যাথোড উপাদান হিসাবে
ওয়াং উ-লিয়ান। উচ্চ-মানের Fe4[Fe(CN)6]3 ন্যানোকিউবস: জলীয় সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য ক্যাথোড উপাদান হিসাবে সংশ্লেষণ এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পারফরম্যান্স। জার্নাল অফ অজৈব পদার্থ[J], 2019, 34(12): 1301-1308 doi:10.15541/jim20190076
উচ্চ-মানের Fe4[Fe(CN)6]3 (HQ-FeHCF) ন্যানোকিউবগুলি একটি সাধারণ হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতি দ্বারা সংশ্লেষিত হয়েছিল। এর গঠন, রূপবিদ্যা এবং জলের বিষয়বস্তু বৈশিষ্ট্যযুক্ত। Fe4[Fe(CN)6]3 ca এর অভিন্ন আকারের সাথে নিয়মিত ঘন আকৃতি প্রদর্শন করে। 500 এনএম, যা মুখ-কেন্দ্রিক ঘনক্ষেত্রের অন্তর্গত। Fe4[Fe(CN)6]3 দেখায় 124, 118, 105, 94, 83, 74 এবং 64 mAhg -1 1C, 2C, 5C, 10C, 20C, 30C এবং 40C, যথাক্রমে Naa2C হারে, একটি{8} ইলেক্ট্রোক 2O-পলিথিন গ্লাইকল। 5C হারে 500 চার্জ/ডিসচার্জ চক্রের পরে এর ক্ষমতা ধরে রাখা 100 শতাংশ থাকে। ক্যাথোড হিসাবে Fe4[Fe(CN)6]3 সহ সম্পূর্ণ ব্যাটারি এবং অ্যানোড হিসাবে NaTi2(PO4)3 তৈরি করা হয়েছিল, যা 1.9 V এর একটি ভোল্টেজ আউটপুট সহ 126 Wh·kg -1 এর একটি নির্দিষ্ট শক্তি ঘনত্ব সরবরাহ করে, প্রাথমিক চার্জের 9%/4 ডিসচার্জ করার পরে আরও 4% ডিসচার্জ হয়। 5C হারে চক্র, এবং এর Coulomb দক্ষতা 100 শতাংশের কাছাকাছি।
ইলেকট্রোড উপকরণ প্রস্তুতি
একটি একক লোহার উত্স হিসাবে Na4Fe(CN)6 ব্যবহার করে, উচ্চ-মানের Fe4[Fe(CN)6]3(HQ-FeHCF) ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি একটি সাধারণ হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতিতে সংশ্লেষিত হয়েছিল। উপরন্তু, নিম্ন-মানের Fe4[Fe(CN)6]3(LQ-FeHCF) ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি তুলনা করার জন্য ঐতিহ্যগত পদ্ধতি দ্বারা সংশ্লেষিত হয়েছিল, এবং HQ-FeHCF এবং LQ-FeHCF এর গঠন, রূপবিদ্যা এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করা হয়েছিল। অবশেষে, ধনাত্মক ইলেক্ট্রোড হিসাবে HQ-FeHCF, নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড হিসাবে NaTi2(PO4)3 এবং ইলেক্ট্রোলাইট হিসাবে NaClO4-H2O-পলিথিলিন গ্লাইকল (PEG) ব্যবহার করে, একটি জলীয় সোডিয়াম-আয়ন পূর্ণ ব্যাটারি একত্রিত করা হয়েছিল।
HQ-FeHCF এবং LQ-FeHCF প্রস্তুতি
ঘরের তাপমাত্রায়, 4 গ্রাম পলিভিনাইলপাইরোলিডোন কে-30 (পিভিপি) এবং 0.126 গ্রাম সোডিয়াম ফেরোসায়ানাইড ডেকাহাইড্রেট 50 মিলি জলীয় হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের সাথে pH=0.8-তে যোগ করা হয়েছিল, 1 ঘন্টার জন্য নাড়াচাড়া করা হয়েছিল, এবং দ্রবণটি সম্পূর্ণরূপে দ্রবীভূত হয়ে গেলে। তারপরে, একইভাবে নাড়া দেওয়া দ্রবণটি 80 ডিগ্রিতে একটি ওভেনে 12 ঘন্টার জন্য রাখা হয়েছিল। ঘরের তাপমাত্রায় ঠাণ্ডা হওয়া দ্রবণকে সেন্ট্রিফিউজ করা হয় একটি অবক্ষয় পাওয়ার জন্য এবং ডিওনাইজড জল দিয়ে ধুয়ে ফেলা হয়। 4 বার পুনরাবৃত্তি করার পরে, HQ-FeHCF নমুনাটি 8 ঘন্টার জন্য 80 ডিগ্রিতে একটি চুলায় শুকানোর মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়েছিল।
100 মিলি ডিওনাইজড জলে যথাক্রমে 2.7 গ্রাম ফেরিক ক্লোরাইড হেক্সাহাইড্রেট এবং 3.6 গ্রাম সোডিয়াম ফেরোসায়ানাইড ডিকাহাইড্রেট যোগ করুন। দুটি সমাধান সম্পূর্ণরূপে দ্রবীভূত না হওয়া পর্যন্ত 60 ডিগ্রিতে নাড়ুন। তারপরে ফেরিক ক্লোরাইড হেক্সাহাইড্রেট লবণের দ্রবণ সোডিয়াম ফেরোসায়ানাইড ডেকাহাইড্রেট লবণের দ্রবণে যোগ করা হয় যাতে প্রচুর পরিমাণে গাঢ় নীল বর্ষণ হয়। 1 ঘন্টার জন্য 60 ডিগ্রীতে ইনকিউবেশনের পরে, দ্রবণটি একটি অবক্ষেপ পাওয়ার জন্য সেন্ট্রিফিউজ করা হয়েছিল, যা ডিওনাইজড জল দিয়ে চারবার ধুয়ে নেওয়া হয়েছিল, এবং তারপর LQ-FeHCF নমুনা পাওয়ার জন্য 80 ডিগ্রিতে 80 ডিগ্রিতে একটি চুলায় শুকানো হয়েছিল।
প্রস্তুত ইলেক্ট্রোড উপাদানগুলি m (সক্রিয় উপাদান): m (অ্যাসিটিলিন ব্ল্যাক): m (পলিভিনিলাইডিন ফ্লোরাইড (PVDF)){{0}}:15:10 অনুপাত অনুসারে মিশ্রিত করা হয়েছিল। উপযুক্ত পরিমাণে N-methylpyrrolidone (NMP) যোগ করুন এবং 8 ঘন্টার জন্য নাড়ুন, এবং তারপর প্রায় 1.3 সেমি ব্যাসের একটি বৃত্তাকার টাইটানিয়াম জালের উপর সমানভাবে নাড়া স্লারি ছড়িয়ে দিন। 12 ঘন্টার জন্য 80 ডিগ্রীতে একটি ওভেনে এটি শুকিয়ে নিন এবং তারপরে এটি একটি পাতলা শীটে একটি ট্যাবলেট প্রেসের সাথে 10 MPa চাপে একটি কার্যকরী ইলেক্ট্রোড তৈরি করুন। কাউন্টার ইলেক্ট্রোড হিসাবে প্ল্যাটিনাম তার এবং রেফারেন্স ইলেক্ট্রোড হিসাবে সিলভার ক্লোরাইড ব্যবহার করে একটি তিন-ইলেকট্রোড সিস্টেম একত্রিত হয়েছিল। চার্জ-ডিসচার্জ প্ল্যাটফর্ম, হার কার্যক্ষমতা এবং HQ-FeHCF এর চক্রের স্থায়িত্ব পরীক্ষা করা হয়েছিল। 1.3 সেমি ব্যাস সহ একটি HQ-FeHCF ইলেক্ট্রোড শীট পজিটিভ ইলেক্ট্রোড (1.14 মিলিগ্রাম সক্রিয় উপাদান লোডিং) হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। NaTi2(PO4)3 ইলেক্ট্রোড শীটটি নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছিল (সক্রিয় উপাদান লোডিং ছিল 2.73 mg)। ধ্রুব-কারেন্ট চার্জ-ডিসচার্জ কর্মক্ষমতা পরীক্ষার জন্য একটি সম্পূর্ণ ব্যাটারি তৈরি করা হয়েছিল, এবং ব্যাটারি সিস্টেমের ধ্রুবক-কারেন্ট চার্জ-ডিসচার্জ ভোল্টেজের পরিসীমা ছিল 0-2 V। ইলেক্ট্রোড ডিসচার্জ ক্ষমতা এবং ব্যাটারি শক্তি ঘনত্ব শুধুমাত্র সক্রিয় উপাদানের ভরের উপর ভিত্তি করে গণনা করা হয়। ইলেক্ট্রোলাইট NaClO4 প্লাস H2O প্লাস পলিথিন গ্লাইকোল (PEG) সিস্টেম ব্যবহার করে।
থেকে সোডিয়াম আয়ন ব্যাটারি উপকরণ সম্পর্কে আরও জানুনTOB নতুন শক্তি.
