Ushbu tadqiqot gematit deb ataladigan alfa temir oksididan tashkil topgan mezogʻovakli nanosferalarni suvli elektrolitda ishlaydigan psevdokapasitiv elektrod materiali sifatida oʻrgangan. Tadqiqotchilar solvotermal sintez va undan keyingi issiqlik ishlovi orqali olingan α-Fe₂O₃ zarrachalarining kristall tuzilishi, gʻovakliligi, sirt kimyosi va elektrokimyoviy xatti-harakatini baholagan. Tadqiqot tahlillariga koʻra, material ikkilamchi temir oksidi fazasi aniqlanmagan romboedrik α-Fe₂O₃ tuzilishiga, 100 nm dan kichik zarracha oʻlchamiga va oʻzaro bogʻlangan mezogʻovakli arxitekturaga ega.

Azot adsorbsiyasi oʻlchovlarida solishtirma sirt maydoni 30 m²/g, umumiy gʻovak hajmi 0,26 cm³/g va ustun gʻovak diametri 7,2 nm deb hisoblangan. Ushbu gʻovak tuzilishi elektrolitning zarrachalar ichiga kirishini osonlashtirishi, ion tashish yoʻllarini qisqartirishi va temir markazlaridan elektrokimyoviy foydalanishni oshirishi ilgari surilgan.

Uch elektrodli tizimda va 3 M KOH elektrolitida sinovdan oʻtkazilgan elektrod 1 A/g tok zichligida 298 F/g solishtirma sigʻim hosil qilgan. Siklik voltammetriya egri chiziqlaridagi oksidlanish va qaytarilish choʻqqilari zaryad saqlash faqat elektrostatik ion toʻplanishiga emas, balki Fe³⁺/Fe²⁺ oʻzgarishlarini oʻz ichiga oluvchi Faradey reaksiyalariga ham asoslanishini koʻrsatadi.

Dunn kinetik ajratishiga koʻra, 20 mV/s skanerlash tezligida saqlangan zaryadning taxminan %77 qismi diffuziya bilan boshqariladigan, %23 qismi esa kapasitiv jarayonlardan kelib chiqqan. Skanerlash tezligi 100 mV/s ga oshirilganda kapasitiv ulush %41 gacha koʻtarilgan, diffuziya bilan boshqariladigan ulush esa %59 gacha kamaygan. Shunga qaramay, oʻrganilgan barcha skanerlash tezliklarida diffuziya bilan boshqariladigan mexanizm ustun boʻlib qolgan.

Elektrod 10.000 uzluksiz zaryad-razryad siklidan keyin boshlangʻich sigʻimining taxminan %80 qismini saqlab qolgan. Shu jarayonda Kulon samaradorligi taxminan %97,2 dan %99,3 dan yuqori darajaga koʻtarilgan. Tadqiqotchilar bu oʻsishni elektrolitning vaqt oʻtishi bilan yanada chuqur gʻovaklarga kirishi va dastlab yetib boʻlmagan elektrokimyoviy hududlarning foydalanishga ochilishi bilan bogʻlagan. Biroq bu “bosqichma-bosqich faollashuv” izohi sikllardan keyin oʻtkazilgan bevosita strukturaviy yoki kimyoviy oʻlchovlar bilan tasdiqlanmagan.

Tadqiqot toʻliq superkondensator qurilmasini namoyish etmaydi. Natijalar bitta faol elektrod platina qarshi elektrod va Ag/AgCl etalon elektrod bilan oʻlchangan uch elektrodli laboratoriya tizimiga tegishli. Energiya zichligi, quvvat zichligi, ikki elektrodli hujayra samaradorligi, seriyali ishlab chiqarish imkoniyati va tijoriy qurilma umri baholanmagan.

Turkiya nuqtayi nazaridan ehtimoliy ahamiyati

Tadqiqotda Turkiyaga oid xomashyo, ishlab chiqarish korxonasi, energiya tizimi yoki sanoat maʼlumotlari ishlatilmagan. Shunga qaramay, temir oksidining nisbatan moʻl, past toksik va past xarajat salohiyatiga ega elektrod materiali boʻlishi; Turkiyada superkondensatorlar, gibrid energiya saqlash, quvvat elektronikasi va qayta tiklanuvchi energiyani qoʻllab-quvvatlash tizimlari boʻyicha olib borilishi mumkin boʻlgan material tadqiqotlari uchun usulni qiziqarli qiladi.

Turkiyada haqiqiy qoʻllashga oʻtish uchun sintez retseptini toʻliq shakllantirish, yuqoriroq faol modda yuklamalari bilan elektrodlar ishlab chiqarish, ikki elektrodli simmetrik yoki assimmetrik hujayralar qurish, energiya va quvvat zichliklarini hisoblash, turli haroratlarda sinov oʻtkazish va yuzlab hujayralik ishlab chiqarish takrorlarida natijalarni tasdiqlash kerak. Tadqiqot hech qanday mahalliy superkondensatorning tijoriy samaradorligi, tannarxi yoki xavfsizligini isbotlamaydi.

Tadqiqotning asosiy savoli nima?

Psevdokondensatorlar elektr ikki qatlamli kondensatorlardan farqli ravishda zaryadni faqat elektrod sirtida elektrostatik tarzda saqlamaydi. Ular sirt yoki sirtga yaqin hududlarda sodir boʻladigan tez va qaytar oksidlanish-qaytarilish reaksiyalaridan ham foydalanadi. Bu mexanizm yuqoriroq zaryad saqlash sigʻimini taʼminlashi mumkin; biroq ionlar faol hududlarga yetib borishi va elektronlar elektrod ichida tashilishi kerak.

α-Fe₂O₃ tabiiy moʻlligi, kimyoviy barqarorligi va Fe³⁺/Fe²⁺ redoks jufti tufayli psevdokapasitiv material uchun nomzoddir. Bunga qarshi ravishda past ichki elektr oʻtkazuvchanlik, sekin ion tashish va faol moddaning faqat bir qismidan foydalanilishi samaradorlikni cheklaydi.

Tadqiqotchilar bu muammoni 100 nm dan kichik zarrachalar va oʻzaro bogʻlangan taxminan 7,2 nm gʻovaklardan tashkil topgan nanosfera arxitekturasi orqali kamaytirishni maqsad qilgan. Asosiy gipoteza shundan iboratki, mezogʻovaklar elektrolit kirishini osonlashtiradi, ionlar bosib oʻtishi kerak boʻlgan masofani qisqartiradi va takroriy sikllar davomida koʻproq faol hududlarning elektrokimyoviy jarayonga qoʻshilishiga yordam beradi.

Material qanday sintez qilingan?

Tajriba boʻlimida ishlatilgan asosiy moddalar quyidagilar:

• Temir(III) xlorid geksagidrat, FeCl₃·6H₂O
• Natriy atsetat, CH₃COONa
• Etilen glikol, C₂H₆O₂
• Deionizatsiyalangan suv

Matnga koʻra, temir(III) xlorid geksagidrat etilen glikolda magnit aralashtirish orqali eritilgan, soʻngra tuzilmani yoʻnaltiruvchi va choʻkishni tartibga soluvchi modda sifatida natriy atsetat qoʻshilgan. Bir jinsli prekursor eritma Teflon qoplamali zanglamaydigan poʻlat avtoklavga oʻtkazilgan, solvotermal ishlovdan keyin mahsulot sentrifugalash orqali ajratilgan, deionizatsiyalangan suv va etanol bilan yuvilgan va 80 °C da quritilgan. Keyin havoda tavlanib, kristall α-Fe₂O₃ hosil qilingan.

Biroq usul matni qayta ishlab boʻladigan sintez retseptini taqdim etmaydi. FeCl₃·6H₂O, natriy atsetat va etilen glikol miqdorlari; avtoklavning toʻldirilish nisbati; solvotermal harorat va vaqt; qizdirish tezligi; tavlash harorati, davomiyligi va atmosfera oqimi koʻrsatilmagan.

1-sahifadagi grafik annotatsiya esa matndan farqli ravishda temir prekursor bilan birga karbamid ishlatilganini, solvotermal jarayon 180 °C da 12 soat va kalsinatsiya 500 °C da 3 soat bajarilganini koʻrsatadi. Asosiy tajriba boʻlimida natriy atsetat yozilishi va ushbu aniq parametrlarning boʻlmasligi sintez protokolining qaysi versiyasi qoʻllanganini noaniq qoldiradi.

Strukturaviy tahlillar qaysi usullar bilan bajarilgan?

XRD natijalari

6-sahifadagi 1(a)-rasmda taxminan 24,1°, 33,2°, 35,6°, 40,9°, 49,5°, 54,1°, 57,6°, 62,5° va 64,0° qiymatlarida difraksiya choʻqqilari koʻrsatilgan. Tadqiqot bu choʻqqilarni mos ravishda romboedrik α-Fe₂O₃ tuzilishining (012), (104), (110), (113), (024), (116), (018), (214) va (300) tekisliklari bilan moslashtirgan.

Qoʻshimcha temir oksidi fazalariga tegishli aniq choʻqqi koʻrinmagani uchun tadqiqotchilar mahsulotni fazaviy sof gematit deb baholagan. Oʻtkir difraksiya choʻqqilari materialning kristalliligi yuqori ekanini koʻrsatuvchi belgi sifatida talqin qilingan.

Raman va FTIR natijalari

Raman spektrida taxminan 225, 247, 293, 412, 499 va 613 cm⁻¹ hududlarida gematitning A_1g va E_g tebranishlari bilan bogʻlangan choʻqqilar qayd etilgan. Aniq begona faza polosalari koʻrinmasligi XRD orqali amalga oshirilgan faza identifikatsiyasini qoʻllab-quvvatlovchi topilma sifatida taqdim etilgan.

FTIR spektridagi taxminan 3400 cm⁻¹ keng polosa sirtga yutilgan gidroksil guruhlari va suv molekulalariga, taxminan 1630 cm⁻¹ polosa molekulyar suvning egilish tebranishiga bogʻlangan. 700 cm⁻¹ dan pastdagi kuchli polosalar esa α-Fe₂O₃ panjarasidagi Fe–O tebranishlari sifatida talqin qilingan.

Mezogʻovakli arxitektura

7-sahifadagi azot adsorbsiya-desorbsiya grafigi yuqori nisbiy bosimlarda gisterezis halqasini oʻz ichiga olgan IV tur izoterma sifatida tavsiflangan. IV tur xatti-harakati mezogʻovakli materiallarda gʻovak ichidagi kapillyar kondensatsiya bilan bogʻliq.

30 m²/g sirt maydoni yuqori sirt maydonli uglerodlar bilan solishtirganda juda katta emas. Tadqiqotning dalili shuki, bu oʻrtacha sirt maydoni kristall yaxlitlikni saqlagan holda yetarli miqdorda kirish mumkin boʻlgan temir markazlarini taʼminlaydi. Taxminan 7,2 nm diametrli oʻzaro bogʻlangan gʻovaklar KOH elektrolitining tuzilishga kirishini va ion tashishni osonlashtirishi ilgari surilgan.

Morfologiya va kristall panjara

8-sahifadagi FE-SEM va TEM tasvirlari asosan sferik shaklli va 100 nm dan kichik zarrachalar gʻovakli agregatlar hosil qilganini koʻrsatadi. Zarrachalar alohida-alohida butunlay ajralgan sferalar emas, balki bir-biri bilan tegishib turgan nanoskopik tuzilmalardan tashkil topgan.

HR-TEM tasvirlarida taxminan 0,25 nm va 0,27 nm panjara oraligʻi oʻlchangan. Tadqiqotchilar ularni mos ravishda α-Fe₂O₃ ning (012) va (104) kristall tekisliklari bilan bogʻlagan.

Fe 2p XPS spektrida taxminan 711,5 va 724,9 eV asosiy choʻqqilari hamda 719,1 eV sunʼiy yoʻldosh xususiyati koʻringan va bu taqsimot Fe³⁺ ustun gematit sirti sifatida talqin qilingan. EDX spektri temir va kislorodni koʻrsatgan, oʻlchov sezgirligi doirasida boshqa aniq element qayd etilmagan.

Elektrod va elektrokimyoviy hujayra

Elektrokimyoviy oʻlchovlar uch elektrodli hujayrada bajarilgan:

Faol modda, oʻtkazuvchi uglerod va bogʻlovchining ogʻirlik nisbati; bogʻlovchi turi; erituvchi; qoplama maydoni; faol massa; elektrod qalinligi va oʻtkazuvchi taglik tushuntirilmagan. Bu kamchiliklar solishtirma sigʻimni boshqa laboratoriyada xuddi shu sharoitlarda takrorlashni qiyinlashtiradi.

Solishtirma sigʻim qanday hisoblangan?

Galvanostatik razryad egri chiziqlaridan solishtirma sigʻim quyidagi tenglama orqali hisoblangan:

\[ C_s=\frac{I\Delta t}{m\Delta V} \]

Bu yerda \(C_s\) F/g birligidagi solishtirma sigʻimni, \(I\) razryad tokini, \(\Delta t\) razryad vaqtini, \(m\) faol modda massasini va \(\Delta V\) IR pasayishi chiqarib tashlangandan keyingi potensial oraligʻini ifodalaydi.

Ushbu hisobning ishonchliligi toʻgʻridan-toʻgʻri faol massaning toʻgʻri aniqlanishiga bogʻliq. Tadqiqotda faol massa yuklamasi berilmagani sababli 298 F/g natijasi qaysi milligramm miqyosidagi elektroddan olingani nomaʼlum.

Kulon samaradorligi qanday hisoblangan?

Kulon samaradorligi zaryadlash va razryad vaqtlarining nisbati orqali hisoblangan:

\[ \eta=\frac{t_d}{t_c}\times100 \]

\(t_d\) razryad vaqtini, \(t_c\) esa zaryadlash vaqtini bildiradi. Doimiy tok ostida razryad vaqtining zaryadlash vaqtiga yaqinlashishi elektrodga kiritilgan zaryadning kattaroq qismi qaytarib olinishi mumkinligini koʻrsatadi. Biroq bu mezon elektrod saqlay oladigan umumiy zaryad oʻzgarmaganini anglatmaydi. Sigʻim kamayib borar ekan, Kulon samaradorligi bir vaqtning oʻzida oshishi mumkin.

Siklik voltammetriya natijalari

9-sahifadagi CV egri chiziqlari 20, 40, 60, 80 va 100 mV/s skanerlash tezliklarida oʻlchangan. Egri chiziqlarda taxminan 0,5 V atrofida oksidlanish va taxminan 0,3 V atrofida qaytarilish xususiyati koʻrinadi. Tadqiqot bu choʻqqilarni Fe³⁺/Fe²⁺ oʻzgarishlari bilan bogʻlagan.

Skanerlash tezligi oshirilganda umumiy voltammetrik profil saqlangan, ammo choʻqqilarda cheklangan siljishlar yuz bergan. Tadqiqotchilar bu siljishlarni elektrod qutblanishi va yuqori skanerlash tezligida ionlarning gʻovaklarning chuqur hududlariga yetib borish uchun kamroq vaqtga ega boʻlishi bilan izohlagan.

Galvanostatik zaryad-razryad natijalari

GCD egri chiziqlari chiziqli uchburchak shakldan chetga chiqadi va Faradey jarayonlariga xos qiya plato hududlarini koʻrsatadi. Eng uzoq razryad vaqti 1 A/g tok zichligida olingan. Tadqiqotda bildirilgan asosiy natija:

1 A/g tok zichligida taxminan 298 F/g solishtirma sigʻim

shaklidadir. Tok zichligi 2–5 A/g oraligʻida oshgani sari razryad vaqtlari aniq qisqaradi. Biroq tadqiqot matnida boshqa tok zichliklaridagi solishtirma sigʻimlar sonli ravishda berilmagan va batafsil tezlik sigʻimi jadvali taqdim etilmagan.

Zaryad saqlash mexanizmi

Dunn yondashuvi voltammetrik tokni sirt bilan boshqariladigan kapasitiv hissa va ionlarning elektrod ichida harakatlanishiga bogʻliq diffuziya bilan boshqariladigan hissaga ajratish uchun ishlatilgan.

Skanerlash tezligi oshirilganda ionlarning chuqur hududlarga yetib borishi qiyinlashgani sababli sirtga yaqin va tez jarayonlarning nisbiy ulushi oshgan. Shunga qaramay, 100 mV/s da ham umumiy zaryadning %59 qismi diffuziya bilan boshqariladigan deb hisoblangan. Demak, elektrod xatti-harakati butunlay sirt sigʻimidan emas, katta darajada ion tashish va Fe³⁺/Fe²⁺ redoks jarayonlaridan kelib chiqadi.

10.000 sikllik chidamlilik

11-sahifadagi 6-rasm sigʻim saqlanishi va Kulon samaradorligini bir grafikda koʻrsatadi. Sigʻim saqlanishi boshlangʻich %100 darajadan 10.000 sikl oxirida taxminan %80 gacha pasaygan. Pasayish toʻsatdan qulashdan koʻra, sikllar soni bilan kechadigan bosqichma-bosqich yoʻqotish shaklidadir.

Kulon samaradorligi esa teskari yoʻnalishda oʻzgargan; taxminan %97,2 dan boshlanib %99,3 dan yuqori darajaga koʻtarilgan. Tadqiqotchilar bu xatti-harakatni quyidagi ehtimoliy jarayonlar bilan bogʻlagan:

• Elektrolitning vaqt oʻtishi bilan mezogʻovaklarning chuqurroq hududlariga kirishi
• Dastlab yetib boʻlmagan elektrokimyoviy hududlardan foydalanish boshlanishi
• Elektrod-elektrolit interfeysining sikllar davomida barqarorlashishi
• Qutblanishning kamayishi va zaryad uzatishning yanada qaytar boʻlishi

Bu izohlar mavjud maʼlumotlarga mos keladi; ammo ular bevosita tasdiqlangan mexanizmlar emas. Faollashuv daʼvosini kuchaytirish uchun turli sikl sonlarida BET, XPS, TEM, Raman va EIS oʻlchovlari yoki faol sirt maydoni tahlili kerak boʻlar edi.

Elektrokimyoviy impedans

Tadqiqot Nyquist grafigi yuqori chastotada kichik kesishma, oʻrta chastotada yassilangan yarim doira va past chastotada tiklashuvchi chiziq koʻrsatishini bildiradi.

Past ketma-ket qarshilik elektrolit, elektrod va elektr ulanishlaridagi umumiy omik yoʻqotish cheklangan ekanini bildiruvchi holat sifatida talqin qilingan. Taxminan 20 Ω zaryad uzatish qarshiligi esa elektrod-elektrolit interfeysidagi Faradey jarayonlari qarshiligini ifodalaydi.

7-rasmning vizual mazmuni bilan izohi oʻrtasida aniq yorliqlash muammosi mavjud. (c) panelining oʻqi faza burchagini koʻrsatishiga qaramay, izohda elektr modulining haqiqiy qismi yozilgan. (d) panelida ekvivalent zanjirni oʻz ichiga olgan boshqa grafik mavjud boʻlsa-da, izoh uni elektr modulining mavhum qismi deb taʼriflaydi. Shu sababli elektr moduli talqinlarini rasmdan mustaqil ravishda tasdiqlab boʻlmaydi.

Adabiyotlar bilan taqqoslash

Jadval mavjud elektrod eng yuqori solishtirma sigʻim va eng uzoq sikl sinovi natijasiga ega ekanini ilgari suradi. Biroq “gematit nanosimlari” qatoriga berilgan [4] raqamli manba bibliografiyada Ni(OH)₂ nanoplastinalari haqida. Bundan tashqari, turli laboratoriyalarda ishlatilgan massa yuklamasi, potensial oraligʻi, elektrolit, taglik va elektrod tayyorlash usullari bir xil emas. Shu sababli jadval toʻgʻridan-toʻgʻri va qatʼiy samaradorlik reytingi sifatida qabul qilinmasligi kerak.

Tadqiqotning kuchli tomonlari

• Material XRD, Raman, FTIR, BET/BJH, FE-SEM, TEM, HR-TEM, XPS va EDX kabi bir-birini toʻldiruvchi usullar bilan oʻrganilgan.
• Kristall tuzilish bilan elektrokimyoviy xatti-harakat oʻrtasida mexanistik bogʻlanish oʻrnatishga harakat qilingan.
• 20–100 mV/s oraligʻida CV va 1–5 A/g oraligʻida GCD oʻlchovlari taqdim etilgan.
• Dunn usuli bilan kapasitiv va diffuziya bilan boshqariladigan hissalar ajratilgan.
• 10.000 sikllik uzoq muddatli zaryad-razryad sinovi oʻtkazilgan.
• Sigʻim saqlanishi va Kulon samaradorligi bir sikl ketma-ketligi ichida birgalikda kuzatilgan.
• Impedans spektroskopiyasi orqali ketma-ket qarshilik va zaryad uzatish qarshiligi baholangan.
• Moliyalashtirish, manfaatlar toʻqnashuvi, maʼlumotlarga kirish va muallif hissalari bayon qilingan.

Tadqiqotning cheklovlari

• Tadqiqot hakamlar bahosidan oʻtmagan preprintdir.
• Grafik annotatsiya bilan tajriba boʻlimidagi sintez moddalarining maʼlumotlari mos kelmaydi.
• Modda miqdorlari va asosiy solvotermal-kalsinatsiya parametrlari usul matnida yetishmaydi.
• Elektrod komponentlari nisbati, faol massa yuklamasi, taglik va elektrod maydoni berilmagan.
• CV potensial oynasi va EIS signal amplitudasi usul matnida aniq yozilmagan.
• Mustaqil namuna va elektrod takrorlari koʻrsatilmagan.
• Xato ustunlari, standart ogʻishlar va statistik noaniqlik taqdim etilmagan.
• Faollashuv talqini faqat Kulon samaradorligi tendensiyasiga asoslangan.
• Sikllardan keyin strukturaviy yoki kimyoviy tavsiflash bajarilmagan.
• Sigʻimning tok zichligiga bogʻliq barcha sonli qiymatlari berilmagan.
• 2-rasm va 7-rasmda panel-izoh muammolari mavjud.
• Adabiyotlarni taqqoslash jadvalida kamida bitta aniq manba moslashtirish xatosi mavjud.
• Ikki elektrodli toʻliq hujayra qurilmagan.
• Energiya zichligi va quvvat zichligi hisoblanmagan.
• Elektrodning yuqori massa yuklamasida yoki qalin elektrod tuzilishidagi xatti-harakati nomaʼlum.
• Harorat, elektrolit konsentratsiyasi va potensial oynasi boʻyicha sezgirlik tahlili oʻtkazilmagan.
• Seriyali ishlab chiqarish, xomashyo unumdorligi va ishlab chiqarish tannarxi baholanmagan.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlaydigan xulosalar

• Qoʻllangan sintez natijasida romboedrik α-Fe₂O₃ ga mos kristall tuzilish olingan.
• Material taxminan 30 m²/g sirt maydoni va 7,2 nm ustun gʻovak diametriga ega.
• Zarrachalar 100 nm dan kichik va gʻovakli agregatlar shaklida.
• Uch elektrodli 3 M KOH tizimida 1 A/g da 298 F/g solishtirma sigʻim bildirilgan.
• Zaryad saqlash mexanizmi oʻrganilgan tezliklarda asosan diffuziya bilan boshqariladi.
• Kapasitiv hissa skanerlash tezligi oshgani sari %23 dan %41 gacha koʻtarilgan.
• Elektrod 10.000 sikl oxirida sigʻimining taxminan %80 qismini saqlagan.
• Kulon samaradorligi sikllar davomida taxminan %97,2 dan %99,3 dan yuqori darajaga koʻtarilgan.
• Impedans tahlilida taxminan 0,5 Ω ketma-ket qarshilik va 20 Ω zaryad uzatish qarshiligi hisoblangan.

Tadqiqot isbotlamaydigan xulosalar

• Kulon samaradorligidagi oʻsish ilgari yetib boʻlmagan faol hududlar aniq ochilganini oʻz-oʻzidan isbotlamaydi.
• 298 F/g natijasi tijoriy superkondensator hujayrasining sigʻimi emas.
• Uch elektrodli samaradorlik ikki elektrodli qurilmada ham ayni qiymat olinishi mumkinligini koʻrsatmaydi.
• Tadqiqot yuqori energiya zichligi yoki yuqori quvvat zichligini koʻrsatmaydi.
• 10.000 sikl oxirida %80 saqlanish sigʻim yoʻqotilishi yoʻqligini anglatmaydi.
• Material barcha temir oksidi elektrodlaridan ustun ekani koʻrsatilmagan.
• Adabiyotlar jadvalidagi natijalar turli tajriba sharoitlari tufayli toʻgʻridan-toʻgʻri teng emas.
• Materialning seriyali ishlab chiqarishga mosligi yoki past ishlab chiqarish tannarxi hisoblanmagan.
• Elektrod xavfsizligi, harorat barqarorligi va haqiqiy qurilmadagi gaz hosil boʻlishi oʻrganilmagan.
• Tadqiqot elektr transport vositasi, tarmoq saqlashi yoki maishiy elektronikada ishlatishga tayyor mahsulot taqdim etmaydi.

Tadqiqotning usuli va topilmalari

Tajribaviy ish oqimi

1. Temir(III) xlorid geksagidrat etilen glikolda eritilgan.
2. Tajriba matniga koʻra, natriy atsetat qoʻshilib bir jinsli prekursor tayyorlangan.
3. Prekursor Teflon qoplamali zanglamaydigan poʻlat avtoklavda solvotermal ishlovdan oʻtkazilgan.
4. Choʻkma sentrifugalash orqali toʻplangan, suv va etanol bilan yuvilgan.
5. Mahsulot 80 °C da quritilgan va havoda tavlangan.
6. Kristall faza XRD, Raman va FTIR orqali oʻrganilgan.
7. Sirt maydoni va gʻovaklar N₂ adsorbsiyasi, BET va BJH usullari bilan aniqlangan.
8. Morfologiya FE-SEM, TEM va HR-TEM orqali tasvirlangan.
9. Sirt kimyosi XPS, element tarkibi esa EDX orqali baholangan.
10. Faol modda, oʻtkazuvchi uglerod va bogʻlovchidan ishchi elektrod tayyorlangan.
11. Elektrod 3 M KOH ichida platina qarshi elektrod va Ag/AgCl etalon elektrod bilan sinovdan oʻtkazilgan.
12. 20–100 mV/s oraligʻida CV oʻlchovlari bajarilgan.
13. Turli tok zichliklarida GCD oʻlchovlari oʻtkazilgan.
14. Dunn yondashuvi yordamida zaryad saqlash hissalari ajratilgan.
15. 10.000 zaryad-razryad sikli davomida sigʻim va Kulon samaradorligi kuzatilgan.
16. 100 kHz–0,01 Hz oraligʻida EIS qoʻllangan.

Asosiy material topilmalari

Asosiy elektrokimyoviy topilmalar

Bosqichma-bosqich faollashuv daʼvosini baholash

Tadqiqot sarlavhasidagi eng oʻziga xos daʼvo elektrod uzoq muddat foydalanish davomida “bosqichma-bosqich elektrokimyoviy faollashuv” koʻrsatishidir. Bu ibora Kulon samaradorligining sikllar soni bilan oshishiga asoslangan.

Samaradorlik oʻsishining ehtimoliy izohi elektrolitning vaqt oʻtishi bilan dastlab namlanmagan gʻovaklarga kirishi va zaryad-razryad jarayonining yanada qaytar boʻlishidir. Mezogʻovakli tuzilmaning bunday jarayonni qoʻllab-quvvatlashi fizik jihatdan mumkin.

Biroq ayni sikllar davomida sigʻimning %100 dan taxminan %80 gacha tushishi elektrod saqlay oladigan umumiy zaryad kamayganini koʻrsatadi. Demak, tadqiqot bir vaqtning oʻzida kechayotgan ikki jarayonga ishora qiladi: qaytarib olinadigan zaryad ulushi oshar ekan, umumiy saqlash sigʻimi kamaymoqda.

Faollashuvni bevosita isbotlash uchun siklning turli bosqichlarida faol sirt maydoni, gʻovak hajmi, Fe²⁺/Fe³⁺ nisbati, zaryad uzatish qarshiligi va mikrostruktura oʻlchanishi kerak edi. Bu oʻlchovlar mavjud emasligi sababli “bosqichma-bosqich faollashuv” tajriba natijalarining mumkin boʻlgan, ammo yagona boʻlmagan izohidir.

Umumiy ilmiy baholash

Tadqiqot mezogʻovakli α-Fe₂O₃ nanosferalar suvli KOH elektrolitida psevdokapasitiv xatti-harakat koʻrsata olishini va 10.000 sikllik sinov davomida butunlay funksiyasiz boʻlib qolmaganini koʻrsatadi. 298 F/g natijasi va diffuziya bilan boshqariladigan zaryad saqlash temir markazlaridan elektrokimyoviy foydalanish mumkinligini qoʻllab-quvvatlaydi.

Bunga qarshi ravishda sintez va elektrod tayyorlash maʼlumotlaridagi yetishmovchiliklar natijalarni qayta ishlab chiqarishni jiddiy qiyinlashtiradi. Grafik annotatsiya va tajriba matnining turli kimyoviy moddalarni koʻrsatishi uslubiy noaniqlikni oshiradi. Elektrokimyoviy natijalarning xato ustunlarisiz va yakka egri chiziqlar shaklida berilishi ham namunalar oʻrtasidagi oʻzgaruvchanlikni koʻrinmas qiladi.

Eng maqbul talqin shuki, bu material laboratoriya miqyosida istiqbolli elektrod nomzodidir. Mavjud tadqiqotdan uning tijoriy yoki masshtablanuvchi superkondensator texnologiyasi ekani haqida xulosa chiqarib boʻlmaydi. Keyingi bosqichda toʻliq sintez retsepti, mustaqil takrorlar, yuqori massa yuklamasi va ikki elektrodli qurilma tasdigʻi talab etiladi.

Manba va usul eslatmasi

Tadqiqotning toʻliq asl nomi: Mesoporous α-Fe₂O₃ Nanospheres Exhibiting Progressive Electrochemical Activation for Durable Pseudocapacitive Energy Storage

Mualliflar va tartibi: V Atheeque Ahmed; K Abdul Rahman; K Mohammed Rehan; S Mohammed Safiullah; P Muzammil; J Mohemed Ali.

Ismlarning toʻliq shakli: Tadqiqotda mualliflarning toʻliq ismlari emas, yuqoridagi bosh harfli shakllar ishlatilgan. Tasdiqlanmagan ism kengaytmalari taxmin qilinmagan.

Teng birinchi muallif: Tadqiqotda teng hissa yoki teng birinchi mualliflik bayonoti mavjud emas.

Masʼul muallif: J Mohemed Ali. Tadqiqotda drjmaphy@gmail.com elektron pochta manzili va +91 78670 93591 telefon raqami berilgan. SSRN metadata yozuvida uning ismi “J. Mohamed Ali” deb yozilgan va aloqa muallifi sifatida belgilangan.

Muallif–muassasa mosliklari:

• V Atheeque Ahmed, P Muzammil va J Mohemed Ali: Department of Physics, Islamiah College (Autonomous), Thiruvalluvar University bilan bogʻliq, Vaniyambadi, Tamil Nadu, Hindiston.
• K Abdul Rahman: School of Advanced Sciences, Department of Physics, Vellore Institute of Technology, Vellore, Tamil Nadu, Hindiston.
• K Mohammed Rehan va S Mohammed Safiullah: P.G. & Research Department of Chemistry, C. Abdul Hakeem College (Autonomous), Melvisharam, Tamil Nadu, Hindiston.

DOI: 10.2139/ssrn.6935083

Manba turi: Material sintezi, strukturaviy tavsiflash va uch elektrodli elektrokimyoviy sinovni oʻz ichiga olgan preprint tadqiqot maqolasi.

Nashr platformasi: SSRN.

Nashr sanasi: SSRN yozuviga koʻra 13 Iyun 2026.

Jurnal: Hakamlikdan oʻtgan jurnal nomi yoki qabul qilingan jurnal versiyasi koʻrsatilmagan.

Nashriyot: Alohida yakuniy jurnal nashriyoti mavjud emas. Yozuv SSRN preprint platformasida joylashgan.

Hakamlik holati: Tadqiqot hakamlik bahosidan oʻtmagan. Har bir sahifada “Preprint not peer reviewed” va tadqiqot hakamlikdan oʻtmaganini bildiruvchi ogohlantirishlar mavjud.

Rasmiy SSRN havolasi:https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=6935083

DOI havolasi:https://doi.org/10.2139/ssrn.6935083

Maʼlumotlarning mavjudligi: Tadqiqotchilar ishni qoʻllab-quvvatlovchi maʼlumotlarni oqilona soʻrov asosida masʼul muallifdan olish mumkinligini bildirgan. Ochiq maʼlumot yoki kod ombori havolasi berilmagan.

Moliyalashtirish: Davlat, tijoriy yoki notijorat tashkilotlardan maxsus grant olinmagani bildirilgan.

Manfaatlar toʻqnashuvi: Mualliflar tadqiqotga taʼsir qilishi mumkin boʻlgan maʼlum moliyaviy manfaat yoki shaxsiy munosabat mavjud emasligini bildirgan.

Muallif hissalari:

• V Atheeque Ahmed: Konseptuallashtirish, usul va tadqiqot.
• K Abdul Rahman: Usul va formal tahlil.
• K Mohammed Rehan: Koʻrib chiqish va tahrirlash.
• S Mohammed Safiullah: Tadqiqot.
• P Muzammil: Vizualizatsiya.
• J Mohemed Ali: Rahbarlik, tasdiqlash va dastlabki qoralama yozish.

Ushbu oʻzbekcha mazmun yuklangan 15 sahifalik tadqiqotning matni, ikki tenglamasi, yetti asosiy rasmi, mikroskopiya tasvirlari, elektrokimyoviy egri chiziqlari, adabiyotlarni taqqoslash jadvali va bibliografiyasi bilan birga boshidan oxirigacha koʻrib chiqilib tayyorlangan. Ilmiy usul, natijalar va mexanizm talqinlari faqat tadqiqotchilar taqdim etgan mazmunga asoslangan. Tashqi manbalar faqat DOI, SSRN roʻyxatga olish sanasi, aloqa muallifi va institutsional identifikatsiya maʼlumotlarini bibliografik tasdiqlash uchun ishlatilgan.

Tadqiqotdagi sintez moddasi nomuvofiqligi, yetishmayotgan tajriba parametrlari, 2-rasm va 7-rasmdagi yorliqlash muammolari, adabiyotlar jadvalidagi notoʻgʻri manba mosligi hamda elektrokimyoviy faollashuvning bilvosita dalillarga asoslanishi yashirincha tuzatilmagan. Bu muammolar topilmalarni talqin qilishda ochiq ravishda hisobga olinishi kerak.