Nizamlı azotla aşqarlanmış karbon karkası (ONCF), kükürdü daşıyan məsaməli karbon quruluşunu onun üzərində yetişdirilən karbon nanoborular və azot/kobalt tərkibli səthlərlə birləşdirən litium–kükürd batareyası katod materialıdır. Manh Cuong Nguyen və həmkarlarının hazırladığı quruluşda iri, bir-biri ilə əlaqəli məsamələr elektrolitə çıxışı; nanoboru örtüyü elektron keçirici əlaqələri; daha kiçik məsamələr və polyar səthlər isə kükürd növlərinin saxlanmasını və çevrilməsini dəstəkləmək məqsədi daşıyır. Kükürdlə yüklənmiş S@ONCF katodu düymə tipli elementlərdə kükürd kütləsinə nəzərən 2.0 A g⁻¹ cərəyanda 750 dövrün sonunda 746.9 mAh g⁻¹ tutum vermişdir. Təxminən 4.0 mg cm⁻² kükürd yükləməli paket elementdə isə 0.2 A g⁻¹ cərəyanda 300 dövrün sonunda 545.4 mAh g⁻¹ əldə edilmişdir. Bu qiymətlər göstərilən təcrübə şəraitində katodun davamlılığını göstərir; elementin ümumi kütləsinə nəzərən enerji sıxlığı deyil.

Tədqiqatın əsas töhfəsi məsamə nizamını, nanoboru əlaqələrini və səth kimyasını eyni daşıyıcı quruluşda birləşdirməsidir. Nizamlı quruluş nizamsız müqayisə nümunəsinə nisbətən daha güclü polisulfid oksidləşmə–reduksiya reaksiyaları və tutumun daha yaxşı saxlanmasını göstərmişdir. Dövrlərdən sonrakı araşdırmalar müşahidə edilən sahələrdə məsaməli quruluşun qorunduğunu və katod səthində litium flüorid tərkibli sərhəd təbəqəsinin yarandığını dəstəkləyir. Bununla belə, müqayisə edilən nümunələr bir neçə struktur və kimyəvi xüsusiyyətinə görə fərqlənir; hər komponentin töhfəsi ayrıca nəzarət təcrübəsi ilə kəmiyyətcə ayrılmamışdır.

Kükürd katodunda problem niyə yalnız keçiricilik deyil?

Litium–kükürd (Li–S) batareyalarında enerjinin saxlanması kükürd tərkibli növlərin yüklənmə və boşalma zamanı bir-birinə çevrilməsinə əsaslanır. İlkin elementar kükürd və boşalmanın son məhsulu olan litium sulfid (Li₂S) elektronları yaxşı keçirmir. Elektrodun bir hissəsində kükürdün olması həmin hissənin elektrik baxımından istifadə oluna bildiyi demək deyil. Elektronlar aktiv maddəyə çata bilmirsə və ya elektrolit məsamələrə kifayət qədər daxil ola bilmirsə, kükürdün bir hissəsi elementin ölçülən tutumuna töhfə verə bilmir.

Çevrilmə zamanı yaranan həll olan litium polisulfidlər ikinci çətinlik yaradır. Onlar katod sahəsindən uzaqlaşa və elektrolit daxilində daşına bilər. Mənbənin məkik effekti kimi müzakirə etdiyi bu proses aktiv kükürd növlərinin arzuolunmaz dövranını tutum itkisi və yan reaksiyalarla əlaqələndirir. Buna kükürdlə Li₂S arasındakı çevrilmədə həcm dəyişməsi və elektrod–elektrolit təmasının yenidən qurulması əlavə olunur. Yüksək cərəyanda hər mərhələyə ayrılan vaxt qısaldığından, ləng ion daşınması və yetərsiz elektrik əlaqələri daha aydın görünür.

Buna görə uyğun kükürd daşıyıcısı eyni yerdə bir neçə işi yerinə yetirməlidir: elektronu reaksiya sahəsinə ötürmək, elektrolitin həmin sahəyə çatmasına imkan vermək, həll olan aralıq məhsulların tam uzaqlaşmasını məhdudlaşdırmaq və çevrilmə boyunca təması saxlamaq. Tədqiqatın arxitektura yanaşması bu birgə işləmə tələbinə əsaslanır. Digər proseslər yetərsiz olduqda təkcə yüksək səth sahəsi və ya güclü adsorbsiya səthi bütün katodun göstəricilərini izah edə bilməz.

Karbon materialları məsamə quruluşları tənzimlənə və keçirici daşıyıcı yarada bildiyi üçün bu məqsədlə istifadə olunur. Çox kiçik məsamələr kükürd növlərini məhdudlaşdıra bilər; lakin girişi çətinləşdirəcək dərəcədə üstünlük təşkil etdikdə elektrolitin daxil olmasını və çevrilməni ləngidə bilər. İri məsamələr daşınmanı asanlaşdırsa da, qeyri-polyar karbon səthlərinin həll olan polisulfidlərlə qarşılıqlı təsiri məhdud qala bilər. Toz hissəcikləri və ya təsadüfi dolaşmış nanoborular arasında ilkin yaranan əlaqələrin elektrodun emalı və həcm dəyişmələri zamanı qorunması da ayrıca problemdir.

ONCF litium–kükürd batareyasında nə iş görür?

ONCF litium–kükürd batareyasının katodunda kükürdü saxlayan və kükürd çevrilməsinin getdiyi sahələri ion və elektron daşınma yollarına bağlayan nizamlı azotla aşqarlanmış karbon karkasıdır. Bu tədqiqatda ONCF üçölçülü nizamlı iri məsamələri, karkas üzərində böyüyən nanoboru örtüyünü və azot/kobalt tərkibli səthləri birləşdirir. Təcrübələr bu birləşmiş quruluşun nizamsız NCF daşıyıcısına nisbətən polisulfid çevrilməsini və dövr davamlılığını dəstəklədiyini göstərir; ONCF özü tamamlanmış batareya deyil.

ONCF abreviaturası mənbədəki “ordered N-doped carbon framework” adından gəlir. Kükürd yükləndikdən sonra material S@ONCF kimi göstərilir. NCF isə eyni əsas prekursor kimyasından nizamlı polistirol şablonu istifadə olunmadan əldə edilən müqayisə karbonudur. S@NCF onun kükürdlə yüklənmiş formasıdır. Bu adların fərqləndirilməsi vacibdir: mikroskopiya və səth analizlərinin bir hissəsi kükürd yüklənməmiş daşıyıcıya, batareya nəticələri isə kükürd tərkibli kompozit katoda aiddir.

Bu dizaynda məsamələrin nizamı ilə səthlərin kimyası eyni miqyasda işləmir. İri boşluqlar elektrolitin karkas daxilinə irəliləməsinə kömək edərkən nanoborular karbon qollarını bir-birinə bağlayır. Daha kiçik məsamələr və polyar səthlər isə kükürd növlərinin olduğu yerli reaksiya mühitinə təsir edir. Tədqiqatçılar bu birliyi yalnız kənardan nanoboru qarışdırılmış toz elektroddan fərqləndirirlər: məqsəd keçirici dayağın daxili məsamə səthləri ilə də fasiləsiz təmasda olmasıdır.

NCF nümunəsində də yerli və daha fasiləli nanoboru əmələgəlmələri müşahidə edilmişdir. Buna görə S@ONCF ilə S@NCF arasındakı fərqi “nanoborulu və nanoborusuz iki katod” kimi izah etmək təcrübə dizaynını dəyişdirir. Əsl müqayisə nanoboru örtüyünün fasiləsizliyinin, məsamə nizamının, əlçatan səthin və səthdəki azot/kobalt mühitlərinin birlikdə dəyişdiyi iki daşıyıcı arasındadır.

Tədqiqat hansı sübutları bir araya gətirir?

Sübutlar ardıcıllığı materialın yaradılmasından element daxilindəki davranışına doğru irəliləyir. Əvvəlcə polistirol şablonla nizamlı ZIF-67 prekursoru hazırlanır. Sonra karbonlaşdırma temperaturunun məsamə nizamına və nanoboru böyüməsinə təsiri araşdırılır. Mikroskopiya, qaz adsorbsiyası, difraksiya və səth spektroskopiyası əldə edilmiş daşıyıcının quruluşunu müxtəlif tərəflərdən xarakterizə edir. Kükürd tərkibli simmetrik element təcrübələri iki daşıyıcının polisulfidlərlə elektrokimyəvi qarşılıqlı təsirini müqayisə edir. Nəhayət, kükürdlə yüklənmiş katodlar düymə və paket elementlərdə sınaqdan keçirilir.

Bu mərhələlər bir-birini əvəz etmir. Elektron mikroskopu təsviri elektrik müqavimətinin ədədi qiymətini vermir. Daha güclü simmetrik element cərəyanı təkbaşına tam batareyanın enerji sıxlığını müəyyən etmir. Uzun dövrlərdən sonra görünən məsamələrin olması da bütün elektrod boyunca heç bir zədə yaranmadığını sübut etmir. Tədqiqatın izah gücü müxtəlif ölçmələrin eyni birləşmiş arxitekturanı dəstəkləməsindən gəlir; hər ölçmənin əldə edə bilmədiyi məlumatın sərhədi ayrıca qorunmalıdır.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

1. Polistirol şablondan nanoboru örtüklü karbon karkasına

Mənbə kimyəvi maddələrin əlavə təmizlənmədən istifadə edildiyini bildirir. Prekursorun hazırlanmasında istifadə olunan sulu ammonyakın qatılığı %25.0–30 intervalında verilmişdir; bu məlumat yalnız məhlul həcmi ilə təsvir oluna bilməyən reaksiya mühitini tamamlayır.

Sintezin ilk mərhələsində polistirol (PS) kürəcikləri hazırlanmışdır. Orta molekul kütləsi 10000 olan 2.5 g polivinilpirrolidon 200 mL suda həll edilmiş; sistem azot atmosferində, əks soyuducu altında və 70 °C yağ hamamında 15 dəqiqə saxlanmışdır. Sonra 24 mL stirol əlavə olunmuş və qarışdırma daha 15 dəqiqə davam etdirilmişdir. İnisiasiyaedici kimi 40 mL suda həll edilmiş 0.2 g kalium persulfat damcı-damcı əlavə edilmiş; reaksiya 70 °C-də 24 saat davam etdirilmişdir. Mənbə məhsulun 3500 rpm-də 16 saat sentrifuqalandığını və 60 °C-də gecə boyu qurudulduğunu bildirir. Sentrifuqalama müddəti burada mənbədə yazıldığı kimi saxlanmışdır.

Nizamlı kobalt tərkibli şablon üçün 7.32 g Co(NO₃)₂·6H₂O həcmcə 9:1 metanol/etilenqlikol qarışığının 30 mL həcmində həll edilmişdir. Bu məhlula 4 g PS əlavə edilərək 6 saat qarışdırılmış, sonra 30 dəqiqə vakuum tətbiq olunmuş və 60 °C-də gecə boyu qurudulmuşdur. Alınan PS@Co(NO₃)₂, 9.852 g 2-metilimidazol, 15 mL metanol və 15 mL sulu ammonyak tərkibli qarışıqla işlənmişdir. Otuz dəqiqəlik vakuum mərhələsindən sonra 24 saat yetişdirmə aparılmış və PS@ZIF-67 əldə edilmişdir.

Polistirol şablon dimetilformamid (DMF) daxilində uzaqlaşdırılmış; məhsul 60 °C-də gecə boyu qurudularaq üçölçülü nizamlı makroməsaməli ZIF-67 hazırlanmışdır. DMF-də saxlama müddəti mənbədə açıq verilməmişdir. Nizamsız müqayisə prekursoru olan həcmli ZIF-67 isə eyni əsas kimyadan istifadə edilməklə, PS şablonu əlavə olunmadan hazırlanmışdır. Beləliklə, nizamlı boşluqların karbonlaşdırmadan əvvəl qurulduğu istehsal yolu izlənmişdir.

Karbonlaşdırma molca %5 H₂ və %95 Ar tərkibli atmosferdə aparılmışdır. Temperatur otaq şəraitindən 435 °C-yə dəqiqədə 1 °C sürətlə qaldırılmış və burada 1.5 saat saxlanmışdır. Sonra eyni qızdırma sürəti ilə 700 °C-yə çatdırılmış və 3.5 saat gözlənmişdir. Soyudulmuş məhsul 1 M H₂SO₄ daxilində 12 saat saxlanmış, yuyulmuş və qurudulmuşdur. İkinci mərhələnin son temperaturu 600, 700, 800 və 900 °C seçilərək temperatur seriyası hazırlanmışdır. Əsas elektrokimyəvi müqayisədə istifadə olunan ONCF və NCF 700 °C şəraiti ilə əlaqəlidir.

Kükürd yüklənərkən daşıyıcı ilə kükürd təxminən 1:2 kütlə nisbətində qarışdırılmışdır. Az miqdarda karbon disulfid (CS₂) olan qapalı şüşə qabda təxminən 24 saat saxlanan qarışıq sorucu şkafda 12 saat qurudulmuş, sonra avtoklavda 155 °C-də 12 saat işlənmiş və üyüdülmüşdür. Mənbə CS₂-nin dəqiq həcmini vermir. Bu mərhələlər kükürdün məsaməli karbonla təmasını artırmağa yönəlmiş kompozit hazırlığıdır; elektrod bağlayıcısı və cərəyan kollektoru sonrakı element hazırlığında əlavə olunur.

2. Quruluş hansı üsullarla araşdırıldı?

Sahə emissiyalı skanedici elektron mikroskopiyası (FESEM; Hitachi S4700) məsamələrin və karbon qollarının səth morfologiyasını araşdırmaq üçün istifadə olunmuşdur. Transmissiya elektron mikroskopiyası (TEM; FEI Titan Cubed G2 60–300) nanoborular və kobaltla zəngin kiçik hissəciklər haqqında daha yerli məlumat vermişdir. Yüksək bucaqlı halqavari qaranlıq sahəli skanedici transmissiya elektron mikroskopiyası (HAADF-STEM), enerji dispersiyalı rentgen spektroskopiyası (EDS) və elektron enerji itkisi spektroskopiyası (EELS) təsvir olunan quruluşlarla element paylanmasını əlaqələndirmişdir.

Furye çevirməli infraqırmızı spektroskopiya (FTIR; Nicolet iS10) prekursorun rabitə mühitlərini və karbonlaşdırmadan sonrakı dəyişmələri izləmişdir. Rentgen difraksiyası (XRD; Rigaku Miniflex 600) kristal prekursorun qorunmasını və ya çevrilməsini, karbon və kobalt tərkibli fazaların difraksiya xüsusiyyətlərini qiymətləndirmişdir. Azot adsorbsiyası 77 K-də Belsorp mini X cihazı ilə ölçülərək xüsusi səth sahəsi və məsamə paylanması araşdırılmışdır. Rentgen fotoelektron spektroskopiyası (XPS; Thermo K-Alpha+) səth kimyasını araşdırmış; rabitə enerjiləri C 1s üçün 284.8 eV istinadına görə kalibrlənmişdir. Termoqravimetrik analiz (TGA; Q500) arqon altında dəqiqədə 10 °C qızdırma sürəti ilə aparılmışdır.

Elektrokimyəvi ölçmələr otaq temperaturunda ZIVE MP1 sistemi ilə, sabit cərəyanlı yüklənmə–boşalma və dövr təcrübələri Neware 4008T sistemi ilə aparılmışdır. Dövrlərdən sonra katodlar arqon əlcəkli qutuda çıxarılmış, DME/DOL ilə ehtiyatla yaxalanmış, qurudulmuş və hava ilə təmasları məhdudlaşdırılmışdır. Bu hazırlıq səth analizinin nümunəgötürmə şərtidir; yaxalama və səthi örtən təbəqələr XPS-də hansı kükürd növlərinin görünməsinə təsir edə bilər.

3. Nizamlı prekursor həqiqətən yaranırmı?

Mənbənin Şəkil 2-dəki SEM təsvirləri şablonsuz ZIF-67-nin fasetli hissəcik yığınları yaratdığını, şablonlu nümunənin isə təkrarlanan açılışlar və onları birləşdirən qollar ehtiva etdiyini göstərir. C, N və Co element xəritələri prekursorun bu komponentlərini quruluşla əlaqələndirir. XRD naxışlarında ZIF-67 pik mövqelərinin qorunması nizamlı boşluqlar qurularkən metal–üzvi karkasın xarakterik kristal quruluşunun saxlandığını dəstəkləyir. Nisbi pik intensivliyindəki fərqlər təkbaşına yeni kristal fazanın yarandığı demək deyil.

Əlavə Şəkil S3-dəki FTIR müqayisəsində təxminən 1580, 1140 və 990 cm⁻¹ zolaqları imidazolat əsaslı prekursor rabitə mühitləri ilə əlaqələndirilmişdir. Bu ölçmə məsamələrin üçölçülü nizamını birbaşa göstərmir; SEM ilə müşahidə olunan arxitekturanın ZIF-67 kimyası ilə birlikdə mövcudluğunu dəstəkləyən tamamlayıcı sübutdur.

Azot adsorbsiyasında aşağı nisbi təzyiqdə udulma kiçik məsamələr, daha yüksək nisbi təzyiqdə əlavə udulma isə iri boşluqların töhfəsi haqqında məlumat verir. Mənbə təxminən 1.2 nm ətrafındakı məsamə töhfəsinin nizamlı prekursorda daha aydın olduğunu bildirir. Lakin qaz adsorbsiyasından əldə edilən kiçik məsamə paylanması SEM-dəki bütün iri boşluqların diametr ölçməsi deyil. Məsamə ölçüsünün hansı üsul və ölçmə intervalı ilə qiymətləndirildiyi qorunmalıdır.

Əlavə Şəkil S1 PS kürəciklərinin təsvirini, S2 isə şablonsuz ZIF-67-nin morfologiyasını tamamlayır. S1-dəki miqyas etiketi mətnin nanokürəcik təsviri və digər morfologiya təsvirləri ilə birlikdə oxunduqda qeyri-müəyyənlik daşıyır: şəkildə 500 µm yazılmışdır. Bu etiket səssizcə 500 nm ilə dəyişdirilməmiş və PS diametri bu təsvirdən yeni ədədi nəticə kimi çıxarılmamışdır.

4. Karbonlaşdırma temperaturu, nanoboru böyüməsi və məsamə nizamı

Karbonlaşdırmadan sonra ZIF-67-nin xarakterik difraksiya refleksləri yox olur; karbon və kobalt tərkibli quruluşlarla əlaqəli xüsusiyyətlər yaranır. ONCF-də karbonun (002) xüsusiyyətinin daha aydın olması mənbədə qrafitik nizamla əlaqələndirilmişdir. Bu şərh mikroskopiya ilə birlikdə qiymətləndirilir: 600 °C-də nanoboru böyüməsi daha seyrəkdir; 700 °C-də məsaməli karkas qorunarkən daha sıx nanoboru örtüyü görünür; 800 və 900 °C-də isə quruluş iriləşir və nizamlı açılışlar daha az aydın olur.

Cədvəldəki mühüm əlaqə ümumi məsamə həcminin artmasının həmişə səth sahəsinin artması ilə müşayiət olunmamasıdır. ONCF-900-ün məsamə həcmi ONCF-700-ünkündən böyükdür, lakin xüsusi səth sahəsi daha aşağıdır. Bu vəziyyət iri boşluqların həcmə güclü töhfə verə bildiyi halda kiçik məsamələrin səth sahəsi baxımından əhəmiyyətini anlamağa kömək edir. NCF-700 də ONCF-700-dən daha böyük ümumi həcmə baxmayaraq daha aşağı səth sahəsinə malikdir. Buna görə tək bir “daha məsaməli” ifadəsi bu nümunələrin struktur fərqlərini yetərincə təsvir etmir.

Mənbə araşdırılan şəraitlər arasında 700 °C-ni nanoboru inkişafı, əlçatan səth və nizamlı karkasın qorunması baxımından uyğun tarazlıq kimi seçir. Bu seçim hər temperaturda eyni həcmdə batareya sınağı ilə müəyyən edilmiş universal ən yaxşı temperatur deyil. Əlavə Şəkil S4–S6 temperatur seriyasını müvafiq olaraq difraksiya, azot adsorbsiyası və morfologiya ilə dəstəkləyir. XRD panellərinin şaquli miqyasları fərqli ola bildiyindən görünən pik hündürlüyü birbaşa faza miqdarının sıralanması kimi istifadə edilməməlidir.

Şəkil 3 və Əlavə Şəkil S7–S8 nanoboruların karbon qolları ilə əlaqəsini və kobaltla zəngin hissəciklərin varlığını daha kiçik miqyasda göstərir. TEM-də karbonla əhatələnmiş hissəciklər, HAADF-STEM/EDS xəritələrində C, N və Co paylanmaları, EELS-də isə Co L₃ və L₂ kənarları araşdırılmışdır. Bunlar kobalt tərkibli yerli quruluşların mövcudluğunu dəstəkləyir; tək atomlu aktiv mərkəzlərin sayını və ya yalnız bir kobalt valentlik vəziyyətini müəyyən etmir. ONCF-nin kiçik məsamə töhfəsi xüsusən təxminən 10 nm-dən aşağı sahədə daha aydın olduğu halda, NCF iri mezoməsamələrdən daha geniş töhfə göstərir.

5. XPS karbon və azotun kimyəvi mühiti haqqında nə deyir?

XPS səthdən gələn siqnalları rabitə enerjilərinə görə ayırır. C 1s və ya N 1s spektral zərfini bir neçə komponentlə uyğunlaşdırmaq müxtəlif rabitə mühitlərinin nisbi töhfələrini qiymətləndirməyə xidmət edir. Aşağıdakı faizlər müvafiq spektral zərf daxilində uyğunlaşdırılmış pik sahələrinin paylarıdır. Bunları bütün nümunənin kütlə üzrə azot faizi, ümumi atom faizi və ya bütün karbon karkasındakı rabitələrin birbaşa sayılması kimi oxumaq düzgün deyil.

ONCF-nin C–C/C=C və qrafitik N paylarının daha yüksək olması müəlliflərin daha inkişaf etmiş elektron əlaqələri şərhi ilə birlikdə təqdim edilmişdir. Üst-üstə düşən pirrolik/pirrolinik N–Co–N komponentinin artması isə kobalt və azot tərkibli səth mühitləri ilə əlaqələndirilir. Lakin üst-üstə düşən XPS pikinin sahəsini yalnız Co–N aktiv mərkəzlərinə bərabərləşdirmək mümkün deyil. Səth spektri müstəqil elektrik keçiriciliyi və ya hər katalitik mərkəz üçün sürət ölçməsi vermir.

Co 2p uyğunlaşdırmasında NCF üçün metal Co⁰ töhfələri 2p₃/₂ və 2p₁/₂ sahələrində müvafiq olaraq %13.07 və %6.54 verilmişdir. ONCF səthində isə eyni uyğunlaşdırma şəraitində metal töhfəsi təxminən sıfır kimi bildirilmiş; Co²⁺/Co³⁺ ilə əlaqəli komponentlər və peyk strukturları önə çıxmışdır. Digər bütün kobalt komponentlərinin ədədi payları əlçatan əsas mətndə verilmədiyindən natamam paylanma burada tamamlanmamışdır.

TEM-də karbon daxilində kobaltla zəngin hissəciklər görünərkən XPS-nin daha oksidləşmiş səth göstərməsi üsulların eyni dərinlikdən nümunə götürmədiyi nəzərə alınaraq şərh edilməlidir. Karbonla əhatələnmiş daxili hissəciklə xarici səth eyni kimyəvi vəziyyəti göstərmək məcburiyyətində deyil. Bundan əlavə, kükürd yüklənməmiş ONCF spektri ilə kükürd yüklənmiş, hələ dövr keçməmiş S@ONCF spektri fərqli nümunə vəziyyətləridir; bu iki analizdəki kiçik metal töhfələri birbaşa eyni sayılmamalıdır.

Əlavə Şəkil S9-dakı FTIR karbonlaşdırmadan sonra prekursorun rabitə zolaqlarının yox olmasını və aşağı dalğa ədədi sahəsində Co–O ilə əlaqələndirilən mühitləri tamamlayıcı şəkildə göstərir. Geniş zolağın olması tək və saf kobalt oksid fazasının qəti diaqnozu kimi təqdim edilməmişdir. Şəkil 4-ün əsas mesajı iki daşıyıcının yalnız forma baxımından deyil, səthdəki rabitə mühitlərinin nisbi paylanması baxımından da fərqlənməsidir.

6. Simmetrik element polisulfid çevrilməsini necə sınayır?

Simmetrik elementlərdə iki elektrod eyni materialdan hazırlanır və aralarına həll olan kükürd növləri tərkibli elektrolit yerləşdirilir. Bu tədqiqatda əsas elektrolit həcmcə 1:1 1,3-dioksolan (DOL) və 1,2-dimetoksietan (DME) daxilində 1 M litium bis(triflüormetansulfonil)imid (LiTFSI) və 0.2 M LiNO₃ ehtiva edir. Li₂S və kükürd 1:7 mol nisbətində istifadə olunaraq nominal 0.25 M Li₂S₈ katoliti hazırlanmış; qarışıq arqon altında 60 °C-də 24 saat qarışdırılmışdır. Mənbə çöküntüsüz tünd qırmızı-qəhvəyi məhlul əldə edildiyini bildirir.

ONCF və ya NCF N-metil-2-pirrolidon (NMP) daxilində 10 mg mL⁻¹ qatılıqda dispersləşdirilmiş və ultrasəs emalına məruz qoyulmuşdur. Diametri 13 mm olan, mənbənin material siyahısında qalınlığı 300 µm göstərilən karbon parça disklərinə 40 µL suspenziya tətbiq edilərək təxminən 0.3 mg cm⁻² daşıyıcı yükləməsi yaradılmış; elektrodlar 80 °C-də 12 saat vakuumda qurudulmuşdur. İki eyni elektrod, şüşə lifli separator və ümumilikdə 80 µL katolit ilə CR2032 elementi yığılmışdır. Elementlər açıq dövrədə 12 saat saxlanmış; örtüksüz karbon parça ayrıca nəzarət kimi istifadə edilmişdir.

Tsiklik voltammetriya (CV) −0.8 ilə +0.8 V arasında 0.2, 0.5, 0.8, 1.0 və 1.2 mV s⁻¹ skan sürətlərində aparılmışdır. Elektrokimyəvi impedans spektroskopiyası (EIS) eyni CV tarixçəsindən sonra açıq dövrə şəraitində, 10 mV dəyişən gərginlik amplitudası ilə 100 kHz–0.01 Hz intervalında ölçülmüşdür. Bu elementlərdə litium metal elektrod yoxdur. Buna görə buradakı gərginlik oxu sonrakı Li–S düymə elementinin Li⁺/Li-yə nəzərən katod gərginliyi ilə eyni mənanı daşımır.

Mənbənin Şəkil 5-də ONCF NCF-yə nisbətən daha güclü və aydın oksidləşmə–reduksiya cərəyanları göstərir; NCF reaksiyaları daha geniş və zəifdir, örtüksüz karbon parçanın töhfəsi isə daha məhduddur. Nyquist təsvirində daha kiçik qövs ONCF üçün daha aşağı sərhəd müqaviməti şərhini dəstəkləyir. Nyquist qrafikində üfüqi ox impedansın həqiqi, şaquli ox isə işarəsi dəyişdirilmiş xəyali komponentini göstərir; tək qövs diametri bütün element komponentlərini ayrı-ayrılıqda ölçmür.

Bu nəticələr polisulfidlərlə qarşılıqlı təsirdə olan əlçatan və elektrik baxımından əlaqəli səthlərin ONCF-də daha səmərəli işlədiyini dəstəkləyir. Lakin mənbə ekvivalent dövrə uyğunlaşdırmasından ədədi yükötürmə müqaviməti, mübadilə cərəyanı və ya hər mərkəz üzrə çevrilmə sürəti vermir. CV pik cərəyanındakı artımı yalnız bir kimyəvi rabitənin katalitik təsirinə bağlamaq da yetərli deyil; əlçatan səth sahəsi və məsamələrdə daşınma eyni ölçməyə töhfə verir.

7. Kükürd yükləməsi və TGA-nın iki kütlə itkisi

Əsas mətn S@ONCF üçün kükürd miqdarını kütləcə %67.0, S@NCF üçün %65.9 bildirir. Əlavə Şəkil S10-dakı termoqravimetrik əyrilər bu cəmin necə oxunması baxımından əhəmiyyətlidir. S@NCF-də əsas kütlə itkisi %61.2 və daha yüksək temperaturdakı əlavə itki %4.7; S@ONCF-də isə müvafiq olaraq %62.2 və %4.8 kimi etiketlənmişdir. İki mərhələ toplandıqda əsas mətndəki %65.9 və %67.0 qiymətləri alınır.

Beləliklə, əsas mətnlə şəkil arasında birbaşa toplama səhvi yoxdur. Açıq qalan məsələ yüksək temperaturdakı ikinci itkinin hansı kimyəvi töhfələrdən ibarət olmasının və kükürd miqdarına necə aid edilməsinin yetərincə ətraflı verilməməsidir. Bu qeyri-müəyyənlik tutumun hansı kükürd kütləsinə bölündüyünə təsir edə bildiyindən diqqətəlayiqdir. Burada müəlliflərin bildirdiyi kükürd nisbətləri qorunmuş, yalnız əsas itki mərhələsindən istifadə etməklə yeni xüsusi tutum seriyası hesablanmamışdır.

Əlavə Şəkil S11-də kükürdlə yüklənmiş ONCF nizamsız nəzarət nümunəsinin daha çox yığılmış görünüşünə qarşı daha açıq və karkasa uyğun paylanma göstərir. Bu, kükürdün daşıyıcı ilə daha nizamlı təmasda olması şərhinə töhfə verir. Bununla belə, SEM təsviri təkbaşına bütün elektrod həcmində kükürd paylanmasını kəmiyyətcə xəritələndirmir; səth görünüşü və ümumi yükləmə miqdarı fərqli ölçmələrdir.

8. Düymə elementlərin hazırlanması və müqayisə şərtləri

Katod suspenziyası S@ONCF və ya S@NCF kompoziti, Ketjenblack EC300J keçirici karbon və poli(viniliden flüorid-ko-heksaflüoropropilen) (PVDF-HFP) bağlayıcısı istifadə edilməklə kütləcə 80:10:10 nisbətində NMP-də hazırlanmışdır. Buradakı %80 kükürdlə daşıyıcının birlikdə olduğu kompozitin suspenziyadakı bərk komponent payıdır; elektrodun %80 saf kükürd ehtiva etdiyi demək deyil. Suspenziya 20 µm qalınlığında alüminium folqaya çəkilmiş, 80 °C-də 12 saat vakuumda qurudulmuş, 90 °C-də kalandrlanmış və 12 mm diametrli disklərə kəsilmişdir.

Təxminən 1.5–2.0 mg cm⁻² kükürd yükləməli katodlar arqon mühitində CR2032 elementlərinə yerləşdirilmişdir. Litium metal əks/istinad elektrodunun diametri 15.8 mm-dir. Separator kimi Celgard 2400 polipropilen istifadə edilmişdir. Elektrolit DME/DOL həcm nisbəti 1:1 olan qarışıqda 1 M LiTFSI və 0.2 M LiNO₃ ehtiva edir. Elektrolit/kükürd nisbəti (E/S) hər 1 mg kükürd üçün 10 µL verilmişdir. Bu miqdar daşıyıcının sınandığı maye giriş şəraitinin bir hissəsidir.

Düymə elementlərin CV ölçmələri 1.7–2.8 V arasında, Li⁺/Li-yə nəzərən və 0.05 mV s⁻¹ skan sürətində aparılmışdır. EIS şərtləri 10 mV amplituda və 100 kHz–0.01 Hz tezlik intervalıdır. Hədəf cərəyandakı dövr təcrübələrindən əvvəl üç dəfə 0.1 A g⁻¹ ilkin dövr tətbiq edilmişdir. Mənbənin bildirdiyi bütün xüsusi cərəyanlar və tutumlar kükürd kütləsinə görə normallaşdırılmışdır. Hər qrafikdəki ilkin istinadın ilkin dövrlərlə əlaqəsi ayrıca ətraflı verilmədiyindən bildirilən başlanğıc və saxlanma qiymətləri öz təcrübə kontekstlərində tutulmuşdur.

Kükürd kütləsinə görə tutum batareyanın enerji sıxlığıdırmı?

Kükürd kütləsinə görə tutum elementin verdiyi elektrik yükünün yalnız kükürd miqdarına bölünməsi ilə alınan mAh g⁻¹ qiymətidir; tamamlanmış batareyanın enerji sıxlığını vermir. Element səviyyəsində enerji sıxlığı üçün işçi gərginliklə yanaşı litium, elektrolit, karbon daşıyıcı, bağlayıcı, cərəyan kollektoru, separator və qablaşdırmanın kütləsi və ya həcmi də nəzərə alınmalıdır. Bu tədqiqat kükürd əsaslı tutum nəticələri bildirdiyindən qiymətlər birbaşa Wh kg⁻¹ və ya Wh L⁻¹ kimi təqdim oluna bilməz.

Xüsusi tutum və sahə tutumu da fərqli suallara cavab verir. Xüsusi tutum vahid kükürd kütləsindən nə qədər yük alına bildiyini, sahə tutumu isə vahid elektrod sahəsinin nə qədər yük daşıdığını göstərir. Sahə yükləməsi artdıqda ionların çatmalı olduğu aktiv maddə miqdarı da artır. Buna görə aşağı yükləməli düymə element nəticəsi ilə daha yüksək yükləməli paket element nəticəsi yalnız mAh g⁻¹ sütununa baxılaraq eyni şərtlər kimi sıralana bilməz.

Mənbədə əsas riyazi model və ya nömrələnmiş tənlik yoxdur. Burada istifadə olunan normallaşdırma izahları öyrədici təriflərdir. Məsələn, mAh g⁻¹ ilə tutum g cm⁻² ilə kükürd sahə yükləməsinə vurulduqda mAh cm⁻² ilə sahə tutumu alınır. Yükləmə mg cm⁻² ilə verilibsə, əvvəlcə qram vahidinə çevrilir. Tutumun saxlanması isə son tutumun eyni təcrübədə seçilən ilkin tutuma nisbətidir; başqa təcrübənin daha yüksək ilkin qiyməti bu nisbətə keçirilməməlidir.

9. İlkin redoks reaksiyaları və 200 dövrlük birbaşa müqayisə

Mənbənin Şəkil 6a təsvirində reduksiya pikləri təxminən 2.33 və 2.07 V ətrafında görünür. Bu iki mərhələ kükürdün həll olan polisulfidlərə, sonra isə daha az kükürdlü növlərə/Li₂S əmələgəlməsinə uzanan çevrilmə ardıcıllığı ilə əlaqələndirilir. Oksidləşmə reaksiyaları təxminən 2.30–2.37 V intervalında qiymətləndirilir. ONCF-nin daha aydın pikləri və daha aşağı qütbləşmə meyli simmetrik element nəticələri ilə birlikdə daha əlverişli kükürd redoks davranışını dəstəkləyir. Bu təxmini gərginliklər hər cərəyan və hər dövr üçün sabit reaksiya hədləri deyil.

İlkin EIS ölçmələrində ohmik sahə kəsişmələri bir-birinə yaxın olduğu halda S@ONCF-nin yarımdairəsi daha kiçikdir. Bu müşahidə iki elementin yüksək tezlikli ardıcıl töhfələri oxşar olsa da sərhəd davranışlarının fərqli ola bildiyini göstərir. Mənbə ədədi müqavimət cədvəli və ya uyğunlaşdırılmış ekvivalent dövrə vermədiyindən qrafikdən dəqiq yükötürmə müqaviməti və ya litium ionu diffuziya əmsalı çıxarılmamışdır.

Bu sınaqda S@ONCF həm 200-cü dövr tutumunda, həm də tutumun saxlanmasında nəzarət nümunəsini üstələyir. Mənbədə kulon səmərəliliyi təxminən %100 göstərilmişdir. Kulon səmərəliliyi bir dövrdə alınan və verilən yükün əlaqəsini izah edir; ilkin tutumun dövrlər boyunca dəyişmədiyini göstərmir. Element daha aşağı tutumda yüklənib oxşar yükü geri verə bilər. Buna görə təxminən %100 kulon səmərəliliyi ilə %80.4 tutum saxlanması eyni təcrübədə birlikdə mövcud ola bilər.

Əlavə Şəkil S12-də 1, 50, 100, 150 və 200-cü dövrlərin sabit cərəyanlı yüklənmə–boşalma əyriləri müqayisə edilir. Bu əyrilərdə üfüqi ox xüsusi tutumu, şaquli ox gərginliyi göstərir. Boşalma platolarının uzunluğu müvafiq çevrilmə mərhələlərinin tutuma töhfəsi ilə, yüklənmə və boşalma arasındakı gərginlik fərqi isə qütbləşmə ilə əlaqəlidir. S@ONCF-nin daha yaxşı qorunan profilləri tutum qrafikini forma baxımından dəstəkləyir. Lakin orijinal əyrilərin ədədi nöqtələri verilmədiyindən bütün platolar burada yenidən yaradılmamışdır.

10. Cərəyan artdıqda nə qədər tutum saxlanır?

Sürət sınağında cərəyan ardıcıl olaraq 0.2, 0.5, 1.0, 2.0 və 3.0 A g⁻¹ qiymətlərinə qaldırılmışdır. Cərəyan artdıqca eyni miqdarda yük daha qısa müddətdə ötürülməlidir; buna görə ion girişi, elektron əlaqəsi və redoks çevrilməsi daha tələbkar şəraitdə birlikdə sınanır. Mənbənin S@ONCF üçün açıq verdiyi qiymətlər aşağıdadır.

Ən yüksək bildirilən cərəyanda tutumun 931.8 mAh g⁻¹ səviyyəsində qalması bu sınaqda kükürdün mühüm hissəsinin daha sürətli iş zamanı da istifadə oluna bildiyini göstərir. Cərəyan yenidən 0.2 A g⁻¹-ə endirildikdə tutumun güclü bərpası bildirilmişdir. Lakin əsas mətn qayıdış mərhələsi üçün dəqiq ədəd vermədiyindən qrafikin görünüşündən yeni dəqiq qiymət yaradılmamışdır. NCF bütün sürət mərhələlərində daha aşağı tutum göstərir; onun beş mərhələsinin ədədi qiymətləri də mətndə ayrı-ayrılıqda verilməmişdir.

Sürət sınağının 0.2 A g⁻¹ nöqtəsindəki 1359.2 mAh g⁻¹ qiyməti ilə 200 dövrlük sınağın 1269.7 mAh g⁻¹ başlanğıcı fərqli təcrübə seriyalarına aiddir. İki ədəd eyni əyrinin ardıcıl nöqtələri və ya tək ilkin ölçmənin iki yazılışı kimi birləşdirilməməlidir. Əlavə Şəkil S13 sürət mərhələlərindəki yüklənmə–boşalma profillərini göstərərək yüksək cərəyanda platoların və qütbləşmənin necə dəyişdiyini tamamlayır.

11. Uzunmüddətli dövr davamlılığı: üç cərəyan, üç ayrı təcrübə

Uzunmüddətli davamlılıq 0.5, 1.0 və 2.0 A g⁻¹ cərəyanlarda ayrı təcrübələrlə araşdırılmışdır. Dövr sayı ilə cərəyan eyni vaxtda dəyişdiyindən bu nəticələr tək elementin cərəyanının artırılaraq fasiləsiz davam etdirildiyi qeyd kimi oxunmamalıdır. Hər saxlanma nisbəti müvafiq seriyanın öz başlanğıcına aiddir.

Mənbə 2.0 A g⁻¹ təcrübəsində hər dövrə düşən orta tutum azalmasını təxminən %0.0364 bildirir. Yalnız yuvarlaqlaşdırılmış %72.9 saxlanma və 750 dövr sayı ilə aparılan sadə orta hesab təxminən %0.0361 verir. Bu kiçik fərqi təkrarlamaq üçün istifadə olunan başlanğıc, dövr intervalı və yuvarlaqlaşdırılmamış məlumatlar lazımdır. Burada müəlliflərin %0.0364 qiyməti qorunmuş, bunun hər dövrdə eyni itkinin baş verdiyini göstərən sabit deqradasiya qanunu olmadığı izah edilmişdir.

Əlavə Şəkil S14 uzun dövr seriyalarının seçilmiş yüklənmə–boşalma profillərini təqdim edir. Tutumun saxlanması ilə profil formasının birlikdə qiymətləndirilməsi yalnız son nöqtəyə baxmaqdan daha çox məlumat verir: elektrodun çevrilmə mərhələləri və qütbləşmə meyli də izlənir. Bununla belə, tədqiqat müstəqil element təkrar sayını, elementlərarası paylanmanı və ya etibar intervallarını açıq bildirmədiyindən verilən ədədlər bütün istehsal partiyalarını təmsil edən statistik xidmət müddəti paylanması deyil.

12. Dövrlərdən sonra katod səthi necə dəyişir?

Mənbənin Şəkil 7-dəki dövrlərdən sonrakı XPS 0.2 A g⁻¹ cərəyanda 100 dövr keçmiş və 1.7 V-a qədər boşaldılmış katodlara aiddir. Bu nümunə vəziyyəti ilkin daşıyıcının XPS-indən ayrıdır. Araşdırma katod–elektrolit aralıq fazası (CEI) adlanan səth təbəqəsinin yaranmasını və kükürd, flüor, kobalt və azotla əlaqəli siqnalların dəyişməsini qiymətləndirir.

Boşaldılmış katodda səthi örtən CEI altdakı kükürd növlərinin XPS siqnalını zəiflədə bilər. Nümunənin çıxarılması və yaxalanması da həll olan növlərin görünməsini dəyişdirə bilər. Buna görə “XPS-də aydın Li₂S görünmədi” müşahidəsindən “batareya Li₂S yaratmadan işlədi” nəticəsi çıxarıla bilməz. Səth spektroskopiyasının kimyəvi seçiciliyi ölçmənin bütün aktiv maddədən nümunə götürmədiyi faktı ilə birlikdə istifadə edilməlidir.

Əlavə Şəkil S15-də dövrlərdən sonrakı EIS müqayisəsi 100 dövrdən sonra daha kiçik iki qövslü cavabla qiymətləndirilir. Müəlliflər bunu elektrodun aktivləşməsi və səth filmi ilə əlaqəli sərhəd dəyişmələri ilə müzakirə edirlər. Ekvivalent dövrə uyğunlaşdırması və hər qövs üçün dəqiq ədədi müqavimət verilmədiyindən iki qövsü müəyyən təbəqələrə mübahisəsiz aid etmək mümkün deyil. İlkin və dövrlərdən sonrakı impedans eyni materialın müxtəlif səth vəziyyətlərini göstərir.

Əlavə Şəkil S16-dakı SEM təsvirlərində ONCF-nin məsaməli quruluşu müşahidə olunan sahələrdə seçilə bilir. Bu nəticə karkasın çevrilmə boyunca davamlılığını dəstəkləyir. Lakin məhdud sahə təsvirlərindən bütün elektrodun üçölçülü məsamə həcminin dəyişmədiyi və ya heç bir çat olmadığı nəticəsinə gəlinməmişdir. LiF tərkibli CEI, qorunmuş məsamə görünüşü və uzun dövr tutumu eyni izah çərçivəsində uyğundur; hər birinin xidmət müddətini nə qədər artırdığı ayrıca təcrübə ilə ölçülməmişdir.

Paket element nəticəsi bu katodun kommersiya istifadəsinə hazır olduğunu göstərirmi?

Paket element nəticəsi S@ONCF katodunun daha böyük elektrod sahəsində və təxminən 4.0 mg cm⁻² kükürd yükləməsində işləyə bildiyini göstərir; kommersiya istifadəsi üçün tamamlanmış təsdiqləmə deyil. Təcrübədə təxminən 500 µm qalınlığında litium metal istifadə olunmuş, paket elementə məxsus elektrolit/kükürd nisbəti açıq verilməmiş və ümumi element enerji sıxlığı bildirilməmişdir. Buna görə 300 dövrlük nəticə göstərilən laboratoriya quruluşunun davamlılıq sübutu kimi qiymətləndirilməlidir.

13. Paket elementin tutumu və sahə yükləməsi

Paket element katodunun ölçüləri 4.7 × 6.7 cm², kükürd sahə yükləməsi təxminən 4.0 mg cm⁻² verilmişdir. Bir dövr boyunca 50 mA g⁻¹ cərəyanda aktivləşdirmə aparılmış, sonra 1.7–2.8 V intervalında 200 mA g⁻¹, yəni 0.2 A g⁻¹ cərəyanla dövrlər davam etdirilmişdir. Bu sınaq düymə elementlərdəki 1.5–2.0 mg cm⁻² yükləmədən daha yüksək sahə yükləməsini ehtiva edir; ilkin əməliyyat da fərqlidir.

Sahə tutumu ilə xüsusi tutum arasındakı əlaqə bu nəticədə görünür: 4.0 mg cm⁻², 0.0040 g cm⁻²-yə uyğundur. Mənbədəki xüsusi tutum qiymətləri bu yükləmə ilə əlaqələndirildikdə təxminən 3.0 və 2.2 mAh cm⁻² sahə tutumları ilə uyğun gəlir. Bu izah yeni element sınağı deyil; mənbənin eyni nəticələri iki fərqli normallaşdırma ilə təqdim etməsini anlaşılan edir.

Şəkil 8 paket elementin qırmızı LED-i həm ətraf işığında, həm də qaranlıqda işlətdiyini də göstərir. LED nümayişi yığılmış elementin elektrik verə bildiyinə dair vizual funksional nümunədir. LED-in gücü, işləmə müddəti və bütün element kütləsi ilə müəyyən olunmuş enerji ölçməsi verilmədiyindən fotoşəkillər xüsusi enerji və ya kommersiya cihazının işləmə müddəti müqayisəsi kimi istifadə oluna bilməz.

Qalın litium metal və açıqlanmamış paket element E/S qiyməti bu mərhələnin praktiki sərhədlərinin qiymətləndirilməsində həlledicidir. Düymə element üçün verilən 10 µL mg⁻¹ nisbəti izah olmadan paket elementə keçirilməmişdir. Az elektrolit miqdarı, məhdud litium artıqlığı, ümumi element kütləsi, geniş temperatur intervalı, qaz əmələgəlməsi və ya təhlükəsizlik davranışı bu məlumat dəsti ilə təsdiqlənməmişdir. Nəticə bu şərtlərin gələcəkdə sınanmasını mənalı edən katod arxitekturası nümayişidir.

14. Nəticələrin birgə mənası və izah olunmayan töhfələr

Mənbədə təklif olunan izah nizamlı məsamələrin və nanoboru örtüyünün reaksiya sahələrini əlçatan və elektrik baxımından əlaqəli saxlamasıdır. Azot/kobalt tərkibli səthlər polisulfidlərin bu sahələrlə qarşılıqlı təsirini və çevrilməsini dəstəkləyir. Simmetrik elementlərdə güclənən redoks cavabı, düymə elementlərdə daha yaxşı sürət davranışı və dövrlərdən sonrakı məsamə görünüşü bu izaha uyğundur. Struktur, səth və element məlumatları eyni istiqamətdə olduğundan nəticə tək mikroskop təsvirinə və ya yalnız bir son tutum qiymətinə əsaslanmır.

Bununla belə, nizamlı məsamələrin, nanoboru sıxlığının, azot rabitə mühitlərinin və kobalt səth kimyasının təsirləri təcrübə daxilində tam ayrılmamışdır. Kobaltsız, nanoborusuz və ya eyni səth kimyasını qoruyaraq yalnız nizamı dəyişdirən müstəqil nəzarət seriyaları təqdim edilməmişdir. Buna görə, məsələn, “yaxşılaşmanın müəyyən faizi yalnız Co–N mərkəzlərindən gəlir” demək olmaz. Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticə hazırlanmış birləşmiş ONCF daşıyıcısının istifadə olunan NCF nəzarətindən daha yaxşı işləməsidir.

Eyni şəkildə mənbə birbaşa elektrik keçiriciliyi, ədədi məsamə əyriliyi, litium ionu diffuziya əmsalı, müstəqil adsorbsiya tutumu və ya nəzəri rabitə enerjisi hesablamaları təqdim etmir. Bu xüsusiyyətlər mexanizm müzakirəsini istiqamətləndirən anlayışlardır; tədqiqatda ölçülmüş ədədlər kimi əlavə edilməmişdir. Dövr nəticələrində xəta zolaqlarının, aydın müstəqil element saylarının və etibar intervallarının olmaması da istehsallar arasında təkrarlana bilmənin kəmiyyətcə qiymətləndirilməsini məhdudlaşdırır.

Tədqiqatın öyrədici nəticəsi kükürd daşıyıcısında yerli kimyəvi qarşılıqlı təsirin, məsamələrə girişin və elektron əlaqələrinin birlikdə layihələndirilməsinin vacibliyidir. Karkasın nizamı təkbaşına ən böyük məsamə həcminə malik olmaqla eyni deyil; yüksək tutum bütün elementin yüksək enerji sıxlığına malik olduğunu öz-özünə göstərmir. Təqdim olunan məlumatlar nanoboru örtüklü nizamlı karbon arxitekturasının laboratoriya şəraitində davamlı Li–S katodları üçün güclü namizəd olduğunu dəstəkləyir.

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal tədqiqat və müəlliflər

Tam orijinal başlıq: A CNT-Sheathed 3D-Ordered N-Doped Carbon Framework Enabling Accelerated Polysulfide Conversion for Durable Li–S Batteries.

Orijinal müəllif ardıcıllığı: Manh Cuong Nguyen¹˒², Thi Huyen Nguyen¹, Zhifan Wang¹ və Jaekyun Kim¹˒². Məsul müəllif Jaekyun Kim-dir; mənbədə əlaqə ünvanı jaekyunkim@hanyang.ac.kr kimi verilmişdir. Birgə birinci müəlliflik və ya bərabər töhfə bəyanatı müəyyən edilməmişdir.

Mənbə versiyası: Yüklənmiş 70 səhifəlik “muhendislik (109).pdf” faylının əsas mətn səhifələrində “Preprint not peer reviewed” ifadəsi var. Bu türkcə məqalə rəyçi qiymətləndirməsindən keçməmiş kimi işarələnən həmin ön nəşrin məlumatlarına əsaslanır. PDF-də göstərilən qeydiyyat bağlantısı SSRN 6945788-dir. Rəsmi qeydiyyat səhifəsinə giriş və müstəqil biblioqrafik uyğunlaşdırma tamamlanmadığından nəşr tarixi, DOI, jurnal adı və sonradan nəşr olunmuş ola biləcək versiyalar təsdiqlənməmişdir. PDF fayl xüsusiyyətlərindəki yaradılma və ya dəyişdirilmə tarixləri nəşr tarixi əvəzinə istifadə olunmamışdır.

Lisenziya: Yüklənmiş faylda açıq təkrar istifadə lisenziyası yoxdur. Orijinal SEM, TEM, XPS və digər şəkil təsvirləri bu məqaləyə köçürülməmişdir. Üç qrafik əsas mətndə açıq bildirilən ədədlərdən yeni təsvirlər kimi hazırlanmış; istehsal axını isə mənbə metoduna əsaslanan konseptual sxem kimi təqdim edilmişdir. Mənbə tədqiqatın məlumatları və müəllif istinadı qorunmuşdur.

Araşdırılan əhatə və şəkillərin izlənə bilməsi

PDF-nin 70 səhifəsi araşdırılmışdır. İlk 45 səhifə əsas mətn, ədəbiyyat siyahısı və əsas şəkilləri; son 25 səhifə əsas şəkillərin iri nüsxələrini və Əlavə Şəkil S1–S17-ni ehtiva edir. Mətn çıxarışı şəkillərin vizual araşdırılması ilə birlikdə istifadə olunmuşdur. Aşağıdakı uyğunlaşdırma təsvirlərin məqalədəki elmi izahlarını mənbədə tapmağı asanlaşdırır. Səhifələr PDF səhifə ardıcıllığını göstərir.

Əsas mətndə istinad edilən Cədvəl S1–S4 yüklənmiş faylda yoxdur; PDF daxilində ayrıca yerləşdirilmiş əlavə fayl da yoxdur. Bu cədvəllərə istinad edilərək əsas mətndə açıq yazılmış səth sahəsi, məsamə həcmi və XPS payları ötürülmüşdür. Əlçatmaz tam cədvəl xanaları, bütün Co komponent nisbətləri və ya S4-dəki ədəbiyyat müqayisəsi tamamlanmamışdır. Buna görə tədqiqatın digər daşıyıcılar arasında qəti performans sırası bu natamam cədvələ əsasən elan edilmir.

Ədədi yenidən çəkimlər yalnız bildirilən nöqtələrə və cədvəl qiymətlərinə əsaslanır. CV, EIS, TGA, XPS və yüklənmə–boşalma əyrilərinin ilkin ədədi məlumatları paylaşılmadığından aralıq nöqtələr, xəta intervalları və ya uyğunlaşdırma parametrləri yaradılmamışdır. TGA-nın iki itki mərhələsi ilə ümumi miqdarın əlaqəsi, dövr başına azalma nisbətinin yuvarlaqlaşdırma sərhədi və S1 miqyas etiketi müvafiq bölmələrdə açıq göstərilmişdir. Elmi nəticələrə kənar mənbələrdən yeni təcrübə nəticəsi əlavə edilməmişdir.

Töhfə, dəstək və məlumat bəyanatları

Maliyyələşmə və təşəkkür: Mənbə Koreya Təhsil Nazirliyi tərəfindən maliyyələşdirilən Korea Basic Science Institute (National Research Facilities and Equipment Center) dəstəyini 2021R1A6C101A405 və RS-2025-00573574 layihə nömrələri ilə bildirir. Hanyang University ERICA nəzdindəki Next Generation Display Research Core Facility-yə SEM S4700 istifadəsi dəstəyinə görə təşəkkür edilmişdir.

Maraqlar toqquşması: Müəlliflər tədqiqata təsir edə biləcək məlum rəqabət aparan maliyyə maraqlarının və ya şəxsi münasibətlərinin olmadığını bəyan edirlər.

Məlumatlara çıxış: Məlumatların sorğu əsasında veriləcəyi bildirilmişdir. Yüklənmiş mənbədə bağlantılı açıq ilkin məlumat deposu verilməmişdir. Bu türkcə mətndəki yenidən çəkim məlumatları mənbənin açıq bildirdiyi ədədləri təşkil edir; tədqiqatın paylaşılmamış ilkin ölçmə fayllarını əvəz etmir.

Türkcə hazırlama üsulu: Bu mətn Verianla üçün mənbə tədqiqatın problemini, sintezini, xarakterizasiyasını, element quruluşunu, nəticələrini və şərh sərhədlərini öyrədici quruluşda yenidən izah edir. Cədvəl və qrafik nömrələri bu türkcə məqaləyə aiddir; “mənbə Şəkli” və “Əlavə Şəkil” ifadələri orijinal PDF-ni göstərir. Ədədlərdə onluq nöqtəsi, elmi vahidlər və nümunə kodları ardıcıl qorunmuşdur.