ئۈچ ئۆلچەملىك نىكېل كۆپۈك ماتېرىياللىرىدىكى نانو قۇرۇلمىلىق ماتېرىياللارنى سۇ يېرىلىشنىڭ ئېلېكتىرو ئانالىزچىسى سۈپىتىدە ئىشلىتىش

تاشقا ئايلانغان يېقىلغۇنىڭ خورىشى ۋە ئېنېرگىيە ۋە مۇھىت مەسىلىسىگە بولغان ئەندىشىسىنىڭ كۈچىيىشى باشقا ئېنېرگىيە مەنبەلىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش ئۈچۈن كەڭ كۆلەمدە تەتقىقات ئېلىپ باردى.ئېلېكتىرو خىمىيىلىك ئېلېكترولىزسۇ ھىدروگېن يېقىلغۇ ئىشلەپچىقىرىشنىڭ ئىستىقباللىق ئىستراتېگىيىسى دەپ قارىلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، ئۈنۈملۈك سۇ يېرىلىش ئۈنۈملۈك ۋە چىداملىق ئېلېكترو ئانالىزچىغا ئېھتىياجلىق بولۇپ ، ئوكسىگېن ئېلىش رېئاكسىيەسى (OER) ۋە ھىدروگېن ئېلىش رېئاكسىيەسى (HER) نىڭ ھەرىكىتىنى تېزلىتىدۇ. Pt ۋە ئۇنىڭ قېتىشمىسى ، RuO2 ۋە IrO2 قاتارلىق ئېسىل مېتال تەركىبلىك كاتالىزاتورلار ھازىر OER ۋە HER نى قوزغىتىشتىكى ئەڭ ئۈنۈملۈك كاتالىزاتور. قانداقلا بولمىسۇن ، ئېسىل مېتاللارنىڭ تەننەرخى ۋە كەملىكى ئۇلارنىڭ كەڭ كۆلەمدە قوللىنىلىشى ۋە قايتا ھاسىل بولىدىغان ئېنېرگىيە تېخنىكىسىنىڭ تەرەققىياتىغا توسقۇنلۇق قىلدى. بۇ چەكلىمىلەرنى تۈگىتىش ئۈچۈن ، يەر مول ماتېرىياللارنى OER ۋە OERHER نىڭ ئىقتىسادىي ئورنى سۈپىتىدە ئىشلىتىپ ، قىممەتلىك بولمىغان مېتال ئېلېكترو ئانالىزچىلارنى لايىھىلەش ۋە بىرىكتۈرۈش ئۈچۈن خېلى كۆپ كۈچ چىقىرىلدى. ئۆتكۈنچى مېتال ئوكسىد ، سۇلفىد ، فوسفات ، كاربون ماتېرىيالى ، سېلېند ۋە ئارىلاشما مېتال مۇرەككەپ ماددىلار كەڭ كۆلەمدە تەتقىق قىلىنىپ ، OER ۋە HER ئۈچۈن ئۈمىدۋار ئىقتىدار نامايان قىلىندى. قانداقلا بولمىسۇن ، بۇ ئېلېكترو ئانالىزچىلارنىڭ كۆپىنچىسى ئېسىل مېتالنى ئاساس قىلغان كاتالىزاتورغا قارىغاندا ئارتۇقچە ئىقتىدارنى تەلەپ قىلىدۇ ، ئۇلارنىڭ مۇقىملىقىنى ئاشۇرۇش يەنىلا ئىنتايىن مۇھىم. شۇڭلاشقا ، سۇنى ئۈنۈملۈك بۆلۈشۈش ئۈچۈن يۇقىرى پائالىيەتچانلىق ۋە ئۇزۇن مۇددەتلىك مۇقىملىق بىلەن ئەرزان باھالىق ۋە ئۈنۈملۈك بولغان ئېلېكترود قۇرۇلمىسىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشقا جىددىي ئېھتىياج بار.

ئېلېكتىرو خىمىيىلىك قوللىنىش ساھەسىدە، ئېلېكترود تەييارلاشتا ئىككى ئاساسلىق ئىستراتېگىيىلىك قوللىنىلدى. بىرىنچى ۋە ئەڭ كەڭ قوللىنىلغان تېخنىكا پاراشوك شەكلىدە كاتالىزاتور ئىشلىتىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ئادەتتە ، ئېلېكتر قۇتۇبى ئېلېكتر ئېنېرگىيىلىك ماتېرىياللار ، ئۆتكۈزگۈچلۈك كۈچەيتكۈچ ۋە ئۆتكۈزگۈچ ئاستى قىسمىغا چاپلاشتۇرغۇچ ئىشلىتىش ئارقىلىق ياسالغان. قانداقلا بولمىسۇن ، بۇ خىل ئۇسۇل كەمچىلىكى يوق ئەمەس. ئاساسلىق كەمچىلىكى ئېلېكترلىك ئىزولياتور باغلىغۇچنىڭ تەلىپى بولۇپ ، ئېلېكترولىت بىلەن كاتالىزاتورنىڭ ئالاقىلىشىش رايونىنى ئازايتىدۇ. بۇ كاتالىزاتورلۇق ئاكتىپ تور بېكەتلەرنىڭ توسۇلۇشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن ، نەتىجىدە قارشىلىق كۈچى يۇقىرى بولۇپ ، ئېلېكتىرو ئانالىز قىلىش ئىقتىدارى تۆۋەنلەيدۇ. بۇنىڭدىن باشقا ، ئېلېكتر قۇتۇبى بىر قەدەر تۇراقسىز ، چۈنكى ئۇلانغان كاتالىزاتور يۇقىرى توك زىچلىقىدىكى ئۆتكۈزگۈچ ئاستىدىن سويۇلۇشقا مايىل. ئېلېكترود تەييارلاشنىڭ ئىككىنچى ئاساسلىق ئىستراتېگىيىسى بولسا ئېلېكترو ئېلېكتىروپوزلانغان بىۋاسىتە ئۆتكۈزگۈچ مېستروغا ئىشلىتىلىدىغان ئېسىل مېتال ماتېرىياللارنى ئىشلىتىش ، مەسىلەن نىكېل كۆپۈك ، مىس ياپقۇچ ، كاربون رەخت ياكى قەغەز ، FTO ، داتلاشماس پولات ۋە نىكېل ياپقۇچ. قانداقلا بولمىسۇن ، بۇ ئۇسۇل چەكلىمىگە ئۇچرىمايدۇ. ئامانەت قويۇلغان ئاكتىپ ماتېرىياللار ئارىسىدىكى قولايلىق بوشلۇقنى ئېنىق كونترول قىلىش تەس ، شۇڭلاشقا ، ئاستىرتتىن ئىچىدىكى كاتالىزاتورلۇق ئاكتىپ تور بېكەتلەرگە كىرەلمىگەنلىكتىن ، ئېلېكترودنىڭ ئىقتىدارى كىنو قېلىنلىقىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ تۆۋەنلەيدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا ، ئۇسۇلنىڭ مۇرەككەپلىكى ۋە يۇقىرى تەننەرخى ئۇنىڭ ئەمەلىي قوللىنىلىشىغا زور توسالغۇ بولىدۇ. شۇڭلاشقا ، تەننەرخنى تېجەيدىغان توقۇلما تېخنىكىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشئۈچ ئۆلچەملىك (3D) ئېلېكترودمۇۋەپپەقىيەتلىك ئېلېكتر خىمىيىلىك قوللىنىش ئۈچۈن زۆرۈر.

تۆشۈك قۇرۇلمىسى ۋە ئالاھىدە ئالاھىدە يەر يۈزى بار يېڭى ئۈچ ئۆلچەملىك مېتال ماتېرىياللارنىڭ تەرەققىي قىلىشى ئۇلارنىڭ ئىئوننىڭ تارقىلىش ۋاقتىنى تۆۋەنلىتىش ۋە ئىئون ۋە ئېلېكترونلۇق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ئاشۇرۇش يوشۇرۇن كۈچى سەۋەبىدىن كىشىلەرنىڭ دىققىتىنى قوزغىدى. شۇڭلاشقا ، ئېلېكتىرو كاتالىزاتور لايىھىلەشنىڭ ئىستىقباللىق يۆنىلىشى ئوخشىمىغان قۇرۇلما ئۆلچىمىنى بىرلەشتۈرۈش ئارقىلىق كاتالىزاتور توشۇغۇچىنىڭ نانو قۇرۇلمىسىدىن تەركىب تاپقان بولۇپ ، يۇقىرى توك ئۆتكۈزۈشچانلىقى ، يەر يۈزى ۋە مۇقىملىقى يۇقىرى.نىكېل كۆپۈك(NF) سودا خاراكتېرلىك ۋە ئەرزان باھالىق ماتېرىيال ، ئارزۇ قىلىدىغان ئۈچ ئۆلچەملىك ئوچۇق تۆشۈك قۇرۇلمىسى ، ئېلېكتر ئۆتكۈزۈشچانلىقى يۇقىرى ۋە يەر يۈزىنىڭ چوڭ-كىچىكلىكى سەۋەبىدىن ئېلېكتر قۇتۇبى ماتېرىياللىرىنىڭ ئاستى ۋە توشۇغۇچى سۈپىتىدە كەڭ كۆلەمدە ئىشلىتىلدى. NFs ئىچىدىكى قاناللارمۇ كەڭ كۆلەمدە يۆتكىلىش ۋە ھەر بىر رايوننىڭ چوڭ يەر يۈزى بىلەن تەمىنلەيدۇ. ئوخشىمىغان مېتال كۆپۈك ، مەش ، ياپقۇچ ۋە رەخت قاتارلىق ھەر خىل تارماق ئېلېمېنتلار لىتىي ئىئونلۇق باتارېيە ، دەرىجىدىن تاشقىرى كوندېنساتور ، قۇياش ئېنېرگىيىسى ھۈجەيرىسى ۋە سۇنىڭ پارچىلىنىشى قاتارلىق ئېلېكتر خىمىيىلىك قوللىنىشچان پروگراممىلارنى يىغىپ ساقلىغۇچى سۈپىتىدە تەكشۈرۈلگەن. بولۇپمۇ تۆشۈكلۈك NF لار تۆۋەن تەننەرخ ، ئېلېكتر ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە چوڭ ئېلېكتر ئېنېرگىيىلىك يەر يۈزى سەۋەبىدىن كىشىلەرنىڭ دىققىتىنى قوزغىدى ، بۇ كاتالىزاتورنى يۈكلەش ۋە ئېلېكتىرو خىمىيىلىك ئاكتىپ ئورۇنلارنى ئاشۇرۇشقا ماس كېلىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا ، يىرىڭلىق NF لار ئېلېكترولىتنىڭ ئاممىۋى توشۇلۇشىنى ئاشۇرۇشتا ئەۋزەللىككە ئىگە بولۇپ ، ئۇلارنى ئېنېرگىيە قوللىنىشتىكى يۇقىرى يەر يۈزى نۆۋەتتىكى يىغىپ ساقلىغۇچىلارغا ماس كېلىدىغان كاندىدات قىلىدۇ. نىكېل كۆپۈكىدىكى ئاكتىپ ماتېرىياللارنىڭ بىۋاسىتە ئۆسۈشىمۇ سۇ يېرىلىش رېئاكسىيەسىدىكى ئۈنۈملۈك ئېلېكترونلۇق يۆتكىلىشنىڭ كاتالىزاتور-تارماق بالا ئالاقىسىنى كۈچەيتىدۇ. دەرىجىدىن تاشقىرى كوندېنساتور ۋە باتارېيە ئېلېكترودى يەنىلا NF لارنىڭ ئاساسلىق قوللىنىشچان پروگراممىلىرى بولسىمۇ ، ئەمما يېقىنقى تەتقىقاتلاردا ئىسپاتلىنىشىچە ، بۇ ماتېرىيالغا قويۇلغان ئېلېكترود ماتېرىياللىرىنىڭ OER پائالىيىتى Ni ياپقۇچ ۋە تورغا قارىغاندا ئەۋزەل ئىكەن. بۇ ماتېرىياللارنى تەبىئىي شەكلىدە ئىشلىتىشكە ياكى ئاكتىپ ماتېرىياللار بىلەن بېزەشكە بولىدۇ ، كۆپۈكنى يىغىپ ساقلىغۇچى ۋە قوشۇمچە ياردەمچى ئورنىدا ئىشلىتىشكە بولىدۇ. شۇڭا ، NF تارماق لىنىيىسىدىكى نانو قۇرۇلمىلىق ، يەر مول كاتالىزاتورلۇق ماتېرىيالنىڭ ئۆسۈشى ئېنېرگىيە ساقلاش / ئايلاندۇرۇش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئىلغار ئېلېكترود ماتېرىياللىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشقا ۋەدە بېرىدۇ. گەرچە نىكېل كۆپۈكىدە بىۋاسىتە ئۆستۈرۈلگەن توپا مول ئېلېكترو ئانالىزچىلار ئادەتتە كۆپ ئۇچرايدىغان بولسىمۇ ، ئەمما OER ۋە HER لار ئۈچۈن نىكېل كۆپۈكتىكى ئۈچ ئۆلچەملىك ئېلېكترود كەڭ كۆلەمدە تەكشۈرۈلمىگەن ، گەرچە ئۇلار ئەرزان باھالىق ۋە ياساش ئاسان.