Akademik tadqiqotlar, tushunarli til

Verianla | O‘zbekcha akademik tadqiqotlar va ilm-fan

27 Sentabr 2026, Yakshanba
VERİANLAMustaqil ilmiy nashriyot
Menyuni ochish yoki yopish
...
Bosh sahifa / Amaliy fanlar / Muhandislik / Polisulfidli suvli redoks oqim batareyalarida samarali katalizator sifatida surma bilan legirlangan qalay oksidi
Muhandislik

Polisulfidli suvli redoks oqim batareyalarida samarali katalizator sifatida surma bilan legirlangan qalay oksidi

Tadqiqot arzon va energiya zichligi yuqori bo‘lgan polisulfid–ferritsianidli suvli redoks oqim batareyalaridagi asosiy elektrokimyoviy muammolardan biri — polisulfidning sekin qaytarilishini hal qilish uchun surma bilan legirlangan qalay oksidi (antimony-doped tin oxide, ATO) qoplangan grafit namat elektrodini ishlab chiqadi.

24/08/2026  Veri Anla 47 marta ko‘rildi
Polisulfidli suvli redoks oqim batareyalarida samarali katalizator sifatida surma bilan legirlangan qalay oksidi

Araştırma, past maliyetli va yuqori energiya yoğunluklu polisülfür–ferrisiyanür sulu redoks akış bataryalarının önündeki asosiy elektrokimyasal sorunlardan biri bo‘lgan yavaş polisülfür indirgenmesini çözmek uchun antimon katkılı kalay oksit (antimony-doped tin oxide, ATO) kaplı grafit namat elektrod geliştiriyor. ATO bilan modifiye edilen GF-ATO negatif elektrod, polisülfürlerin zaryad davomida yanada ileri indirgenmesini va oltingugurt–oltingugurt bağlarının kırılmasını kolaylaştırırken elektrolit çökelmesini va polisülfür crossover'ını azaltmıştır. Tek hujayra deneyinde GF-ATO sistemi 10 mA cm-2'de %87,1 energiya verimine ulaşırken katalizörsüz grafit namat hujayra %58,8'de kalmış; GF-ATO shuningdek 40 mA cm-2'de %69,3 energiya samaradorligi göstermiştir. Dört adet 20 cm² hücreden oluşturulan laboratuvar stack'i uchun asosiy metinde 20 mA cm-2'de %82,8 energiya samaradorligi va 70 sikl sonunda bu verimin %96,8 oranında korunması raporlanmıştır.

ATO kaplamasının ta’siri faqat hujayra samaradorligi üzerinden değerlendirilmemiştir. Elektrokimyasal empedans spektroskopisinde anodik zaryad uzatish qarshiligi 19,18'den 1,39 Ω cm²'ye, katodik zaryad uzatish qarshiligi 12,13'ten 0,44 Ω cm²'ye düşmüştür. BET analizinde elektrod sirt maydoni çıplak grafit keçedeki 0,6 m² g-1'den GF-ATO'da 10,8 m² g-1'e yükselmiştir. SEM-EDX incelemeleri katalizörsüz hücrelerde elektrod va membrana yüzeylerinde yaqqol oltingugurt birikimi gösterirken GF-ATO sisteminde faqat küçük izler saptandığını ortaya koymuştur.

Sonuçlar ATO'nun polisülfürlü sulu akış bataryalarının asosiy kinetik va cho‘kma problemlerini aynı elektrod ustida azaltabildiğini desteklemektedir. Bununla birlikte tadqiqot laboratuvar ölçeğindedir; to‘rt hücreli stack faqat 70 sikl, yuqori akım yoğunluğundaki tek hujayra esa 100 sikl değerlendirilmiştir. Hücreler arası istatistiksel tekrarlar va uzun dönemli şebeke ölçeğinde saha işletimi raporlanmadığından sonuçlar ticari kullanım ömrünün yoki ekonomik uygulanabilirliğin bevosita kanıtı emas.

Polisulfidli redoks oqim batareyalarining asosiy muammosi nima?

Polisülfür esaslı sulu redoks akış bataryalarının muhim avantajı, aktif oltingugurt türlerinin bol, görece past maliyetli va suda yuqori konsantrasyonlarda kullanılabilir olmasıdır. Manba, 8 M K2S'nin 1 M KCl içerisindeki yuqori çözünürlüğünü, 200 Wh L-1'nin üzerindeki potansiyel energiya yoğunluğunu va 1200 mAh g-1'nin üzerindeki özgül kapasiteyi bu kimyanın çekici özellikleri orasida ko‘rsatadi.

Ancak yuqori nazariy yoki kimyoviy kapasite tek başına verimli bir batarya oluşturmaz. Polisülfürlerin turli zincir uzunlukları orasida dönüşmesi davomida S–S bağlarının kırılması va tekrar kurulması kerak. Özellikle bataryanın zaryad sürecindeki indirgenme kinetiğinin yavaş olması, yuqori aşırı potansiyel, yan reaksiyonlar, oltingugurt içeren çökeltiler va elektrod/membrana yüzeylerinin tıkanması kabi sorunlara yol açabilmektedir.

Çökelme oshganda aktif türlerin bir bölümü elektrolitte kullanılabilir olmaktan çıkar, gözenekli grafit elektrodun aktif alanı kapanabilir va iyon değişim membranı ustida kütle transferini zorlaştıran tabakalar oluşabilir. Polisülfürlerin diğer hujayra bölmesine geçmesi esa crossover oluşturarak katolit tarafında istenmeyen reaksiyonlara nima uchun bo‘lishi mumkin.

ATO katalizatorining ishlash g‘oyasi nima?

Çalışmanın hipotezi, yuqori elektronik iletkenliğe sahip antimon katkılı SnO2'nin grafit namat ustida hem elektroaktif yüzeyi büyütebileceği hem de polisülfür türlerini adsorplayarak elektron transferini kolaylaştırabileceğidir.

Manbada ATO ayniqsa zaryad davomida uzun va kısa zincirli polisülfürlerin yanada past oltingugurt oksidasyon durumlarına doğru indirgenmesini kolaylaştıran katalitik yüzey sifatida değerlendirilmiştir. Böylece:

  • S–S bağlarının kırılması hızlanır,
  • polisülfür türlerinin elektrod yüzeyindeki reaksiyon olasılığı ortadi,
  • cho‘kma eğilimi kamayadi,
  • membrana davomida crossover sınırlandırılır,
  • elektrod va membrana yüzeylerinin pasifleşmesi azaltılır,
  • yük transfer direnci düşer.

Verianla Live: ATO katalizatori polisulfidli oqim batareyasida nimani o‘zgartiradi?

Aşağıdaki süreç, manba tadqiqotning elektrokimyasal va yüzey karakterizasyon bulgularına dayanarak GF-ATO elektrodunun önerilen ta’sir zincirini özetler.

AşamaManba çalışmadaki gözlemBilimsel anlam
1. ATO qoplamaSn:Sb öncül mol nisbati 9:1 bo‘lgan ATO, termik işlem görmüş grafit namat bo‘yicha kaplanır.İletken metal oksit katalitik yüzey oluşturulur.
2. Yüzey alanı va ıslanabilirlikBET alanı GF'de 0,6 m²/g iken GF-ATO'da 10,8 m²/g bo‘ladi; GF'nin 117,7° temas açısına karşı GF-ATO kuchli hidrofilik davranış gösterir.Elektrolitle temas edebilen aktif yüzey ortadi.
3. Polisülfür adsorpsiyonuATO kaplı elektrotun gaz adsorpsiyon kapasitesi yaqqol tarzda yükselir.Polisülfür türlerinin elektrod yüzeyine taşınması va tutulması desteklenir.
4. S-S bağlarının indirgenmesiCV'de GF-ATO uchun ek indirgenme tepeleri va taxminan ikki kat yanada yuqori tepe akımları görülür.Uzun/kısa zincir polisülfürlerin ileri indirgenmesi kolaylaşır.
5. Yük transferi hızlanırRCTa 19,18 → 1,39 Ω cm² va RCTc 12,13 → 0,44 Ω cm² düşer.Elektrot-elektrolit arayüzündeki kinetik engeller kamayadi.
6. Çökelme va crossover kamayadiGF hücresinin membranında yoğun oltingugurt birikimi görülürken GF-ATO membranında faqat küçük izler saptanır.Aktif yüzey va iyon transfer yollarının tıkanması sınırlanır.
7. Hücre samaradorligi yükselir10 mA cm^-2 dagi energiya samaradorligi GF uchun %58,8, GF-ATO uchun %87,1'dir.Katalitik iyileşme hujayra ölçeğindeki energiya verimine yansır.
 

Verianla Live: Görselleştirmenin ilmiy manba-of-truth yapısı yukarıdaki görünür tablodur.

GF-ATO elektrodi qanday ishlab chiqarildi?

Önce grafit namat 500 °C'de 9 saat termik sifatida ön işleme tabi tutulmuştur. Isıtma va soğutma hızları sırasıyla +1,5 va -1,5 °C dakika-1 sifatida verilmiştir.

ATO öncül çözeltisi sol-gel yöntemiyle hazırlanmıştır. Sn4+ va Sb3+ öncüllerinin mol nisbati 9:1'dir. Manba bu nisbati ATO'nun elektronik iletkenliğini yuqori tutmak amacıyla seçmiştir.

Çözelti hazırlanırken:

  • 400 mL C3H8O,
  • 87,65 g SnCl4·5H2O,
  • 5,20 g SbCl3

karıştırılmıştır. Karışım oda sıcaklığında 1 saat manyetik sifatida karıştırılmış, 5 mL ultra saf su eklenmiş, 80 °C'de 90 dakika reflüks edilmiş va so‘ng 30 °C'de 40 saat bekletilmiştir.

Termal ön işlem görmüş grafit namat bu öncül çözeltisine 10 saniye daldırılmış va yanada so‘ng 550 °C'de 90 dakika tavlanmıştır. Son ürün GF-ATO sifatida adlandırılmıştır.

ATO qoplamasi haqiqatan grafit namat ustida ekanligi qanday tasdiqlandi?

Birden fazla karakterizasyon yöntemi aynı sonucu desteklemektedir. PDF'nin 27. sayfasındaki Rasm 2'de SEM görüntüsü ATO'nun grafit lifleri davomida düzensiz nanokümeler va nanoskopik aglomeralar shaklida dağıldığını ko‘rsatadi. EDX analizi yüzeyde Sn va Sb içeren oksit bileşenlerinin varlığını doğrulamaktadır.

XPS analizinde Sn 3d5/2 va Sn 3d3/2 tepeleri sırasıyla 487,30 va 495,78 eV civarında bulunmuş va Sn4+ bilan ilişkilendirilmiştir.

Sb 3d bölgesi O 1s sinyaliyle çakıştığı uchun spektrum ayrıştırılmıştır. Manba, Sb3+ va Sb5+ türlerinin birlikte bulunduğunu hisobot beradi.

ATO qoplamasi elektrodning ho‘llanish xususiyatini o‘zgartirdimi?

Evet. İşlem görmemiş grafit namat uchun su temas açısı 117,7° sifatida ölçülmüş va yüzey hidrofobik davranmıştır. GF-ATO ustida esa damla hızla yayılmış va kuchli hidrofilik davranış görülmüştür.

Manba GF-ATO uchun kesin bir temas açısı sayısı raporlamadığından burada sıfıra yaqin yoki belirli başka bir değer uydurulmamıştır.

Sirt maydoni qanchaga oshdi?

ElektrotBET sirt maydoni (m² g^-1)
GF0,6
GF-TP1,0
GF-ATO10,8

Termal ön işlem tek başına yüzey alanını 0,6'dan 1,0 m² g-1'e çıkarırken ATO kaplamasıyla değer 10,8 m² g-1'e yükselmiştir. Bu karşılaştırma, katta sirt maydoni artışının faqat termik işlemden kaynaklanmadığını desteklemektedir.

Redoks oqim hujayrasining kimyosi qanday tuzildi?

Negatif elektrolit, yani anolit/negolit:

2,0 M K2Sn + 1,0 M KCl

içeren sulu polisülfür çözeltisidir.

Pozitif elektrolit, yani katolit/pozolit:

0,75 M K3Fe(CN)6 + 1,0 M KCl

içeren ferrisiyanür çözeltisidir.

İki bölme Fumapem FM-F-1030 katyon değişim membranıyla ayrılmıştır. Negatif elektrotta karşılaştırmaya ko‘ra GF, GF-TP yoki GF-ATO; pozitif elektrotta esa GF-TP ishlatilgan.

Yakka hujayra tajribalarining shartlari qanday edi?

ParametreDeğer
Aktif hujayra alanı25 cm²
Anolit hacmi50 mL
Katolit hacmi50 mL
Akış hızı70 mL dakika^-1
Akım yoğunluğu10–40 mA cm^-2
Tek hujayra gerilim aralığı0,4–1,4 V
MembranFumapem FM-F-1030

Siklik voltammetriya ATO ning katalitik ta’sirini qanday ko‘rsatdi?

CV deneyleri, keçe yerine grafit çubukların katalizörlü va katalizörsüz versiyonları foydalanib uch elektrotlu düzende yapılmıştır. Elektrolit 0,10 M K2Sn + 1,00 M KCl'dir va tajriba davomida çözeltiden azot geçirilmiştir.

İşlem görmemiş grafit çubukta bir indirgenme tepe noktası taxminan -1,160 V va bir oksidasyon tepe noktası taxminan +0,003 V vs Ag/AgCl sifatida raporlanmıştır.

ATO kaplı elektrotla esa ikki yaqqol indirgenme tepesi görülmüştür:

  • -1,199 V: elementel oltingugurt/uzun zincir polisülfürlerin yanada kısa zincirlere indirgenmesiyle ilişkilendirilmiştir.
  • -1,666 V: kısa zincir polisülfürlerin sülfürlere doğru indirgenmesiyle ilişkilendirilmiştir.

GF-ATO sistemindeki indirgenme tepe akımlarının katalizörsüz sisteme ko‘ra taxminan ikki katına çıktığı bildirilmiştir. Manba bunu yanada hızlı elektron transferi va S–S bağlarının kırılmasının kolaylaşmasıyla ilişkilendirmektedir.

Reaksiya diffuziya bilan boshqarilganmi?

20–90 mV s-1 skanerlash hızlarında tepe akımı bilan skanerlash hızının karekökü orasida doğrusal ilişki bulunması hem katalizörlü hem katalizörsüz tizim uchun difüzyon kontrollü kinetikle uyumlu bulunmuştur.

GF-ATO'nun indirgenme sürecindeki eğimin yanada yuqori olması esa manba tarafından yanada yuqori etkin elektrokimyasal alan va geliştirilmiş indirgenme aktivitesiyle ilişkilendirilmiştir.

Impedans qanchaga kamaydi?

Direnç bileşeniGF (Ω cm²)GF-ATO (Ω cm²)Manbada bildirilen değişim
Rs — ohmik direnç4,313,61Azalma
RCTa — anodik yük transfer direnci19,181,39%92,7 azalma/iyileşme
RCTc — katodik yük transfer direnci12,130,44%96,4 azalma

Verianla Live: ATO elektrodi zaryad uzatish qarshiligini qanchaga kamaytirdi?

Daha past direnç, manba tadqiqotning eşdeğer devre modelinde yanada kolay arayüz yük transferine karşılık gelir.

Elektrot / dirençDirenç (Ω cm²)Manba
GF — Rs4,31EIS / natija bölümü
GF-ATO — Rs3,61EIS / natija bölümü
GF — RCTa19,18EIS / natija bölümü
GF-ATO — RCTa1,39EIS / natija bölümü
GF — RCTc12,13EIS / natija bölümü
GF-ATO — RCTc0,44EIS / natija bölümü
 

Verianla Live: Grafik görünür ilmiy ma’lumot tablosundan oluşturulur; jadval ilmiy source-of-truth sifatida korunur.

Membranadagi oltingugurt to‘planishi qanchaga o‘zgardi?

20 mA cm-2'de 10 zaryad-deşarj çevrimi shundan so‘ng katalizörsüz GF hücresinin membranı görünür tarzda değişmiş va başlangıçtaki şeffaflığını kaybetmiştir. GF-ATO hücresinden ajratilgan membranda aynı derecede gözle görülür değişim raporlanmamıştır.

SEM görüntülerinde katalizörsüz sistemin membranının her ikki yüzünde yaqqol katı çökeltiler vardır. EDX nokta analizinde:

  • GF hücresinin ferrisiyanür tarafında çökelti ichida %35,2 ağırlıkça oltingugurt,
  • GF hücresinin polisülfür tarafında %33,5 ağırlıkça oltingugurt

tespit edilmiştir.

GF-ATO membranında esa ferrisiyanür tarafındaki küçük izlerde %1,7 ağırlıkça oltingugurt; polisülfür tarafındaki izde %0,5 ağırlıkça demir raporlanmıştır. Son ikki değer turli elementleri temsil ettiğinden aynı nicel crossover ölçüsünün ikki tarafı kabi bevosita karşılaştırılmamalıdır.

Elektrodning o‘zida cho‘kma kuzatildimi?

20 mA cm-2'de 20 çevrimden so‘ng GF va GF-TP elektrotlarının SEM görüntülerinde katta miktarda katı oltingugurt içeren çökelti va aktif yüzeylerin kapanması görülmüştür. Buna karşılık GF-ATO liflerinin yüzeyi katta ölçüde açık kalmıştır.

Ek bilgi Rasm S10'daki GF-ATO nokta analizinde küçük miktarda oltingugurt saptansa da bu bulgu, katalizörsüz elektrotlardaki yoğun yüzey kaplanmasıyla aynı düzeyde emas.

XPS zaryad vaqtida nimani aniqladi?

Çalışma, turli zaryad-deşarj gerilimlerinde elektrolitten örnek alıp S 2p XPS spektrumlarını analiz ederek polisülfür türlerinin qanday değiştiğini izlemiştir.

Yaklaşık 161,10; 161,77; 163,05; 165,70 va 167,90 eV'deki S 2p3/2 bileşenleri sırasıyla sülfürler, terminal polisülfürler, merkezi polisülfürler, elementel oltingugurt va oltingugurt oksianyonlarıyla ilişkilendirilmiştir.

En yaqqol fark zaryad davomida ortaya çıkmaktadır. Katalizörsüz GF hücresinde şarjın başlangıcında oksidasyon karakterinin bir süre devam ettiği va istenmeyen yan reaksiyonların görüldüğü yorumlanmıştır. GF-ATO hücresinde esa indirgenme süreci yanada başlangıçtan itibaren yaqqol tarzda ilerlemiştir.

1,37 V'de sülfür S2- katkısı:

  • GF sisteminde taxminan %10,
  • GF-ATO sisteminde taxminan %20

sifatida raporlanmıştır. Manba bunu ATO'nun kısa zincirli polisülfürlerin sülfürlere doğru indirgenmesini desteklediğine ilişkin bevosita kimyoviy kanıtlarından biri sifatida yorumlamaktadır.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

  • ATO qoplama grafit keçenin yüzey alanını va hidrofilik karakterini yaqqol tarzda artırmıştır.
  • CV natijalarini ATO varlığında polisülfür indirgenmesinin turli ara basamaklara eriştiğini va yanada yuqori tepe akımları oluşturduğunu göstermiştir.
  • GF-ATO, anodik va katodik yük-transfer dirençlerini katalizörsüz hücreye kıyasla katta ölçüde azaltmıştır.
  • SEM-EDX, GF-ATO kullanılan hücrelerde membrana va elektrod üzerindeki oltingugurt çökelmesinin katalizörsüz sistemden yaqqol tarzda past ekanini göstermiştir.
  • 10 mA cm^-2'de GF-ATO hücresi %87,1 energiya verimine ulaşmış va GF hücresinin %58,8 değerini aşmıştır.
  • 40 mA cm^-2 tek hujayra deneyinde energiya samaradorligi %69,3 sifatida raporlanmıştır.
  • Dört hücreli laboratuvar stack'i asosiy metindeki tajriba koşuluna ko‘ra 20 mA cm^-2'de %82,8 energiya verimine ulaşmıştır.

Tadqiqot ko‘rsatmagan natijalar

  • ATO'lu polisülfür RFB'nin yıllarca çalışan ticari bir şebeke bataryasında aynı samaradorlik va dayanıklılığa sahip ekanligi gösterilmemiştir.
  • Dört hücrelik stack, endüstriyel MW/MWh ölçekli bir tizim emas.
  • 70 yoki 100 sikl, haqiqiy uzun dönem kullanım ömrünü tek başına temsil etmez.
  • Tüm performans değerleri uchun bağımsız hujayralar orasida istatistiksel tekrar va güven aralığı sistematik tarzda raporlanmamıştır.
  • Katalizör üretiminin katta ölçekli maliyeti yoki yaşam döngüsü maliyeti değerlendirilmemiştir.
  • Uzun süreli membrana kimyoviy bozunması va haqiqiy saha bakım gereksinimleri doğrulanmamıştır.
  • ATO'nun barcha polisülfür konsantrasyonlarında va barcha RFB mimarilerinde aynı performansı göstereceği kanıtlanmamıştır.

Türkiye nuqtayi nazaridan yorum: Çalışma Türkiye'de kurulmuş bir şebeke ölçekli energiya depolama sistemi ustida yürütülmemiştir. Türkiye'de güneş va rüzgâr üretiminin uzun süreli depolanmasına yönelik bir uygulamada bu kimyanın kullanılabilmesi uchun çok yanada katta stack'ler, uzun dönem sikl testleri, yerel harorat koşulları, membrana ömrü, nasos va yardımcı energiya tüketimi, bakım ihtiyacı, elektrolit maliyeti va tizim güvenliği shuningdek değerlendirilmelidir. Çalışmanın desteklediği nokta ticari hazır ürün emas, ATO katalizörünün polisülfür RFB kimyasındaki muhim bir kinetik darboğazı laboratuvar düzeyinde azaltabilmesidir.

Tadqiqot usuli va natijalari

GF, GF-TP va GF-ATO o‘rtasidagi asosiy farqlar

ElektrotUygulanan işlemBET alanı (m²/g)Temel rol
GFİşlem görmemiş grafit namat0,6Katalizörsüz kontrol
GF-TP500 °C, 9 saat termik ön işlem1,0Termal işlemin etkisini ayıran kontrol
GF-ATOTermal ön işlem + ATO sol-gel qoplama + 550 °C tavlama10,8Katalitik negatif elektrod

GF-TP kontrolünün kullanılması muhimdir; çünkü GF-ATO bilan çıplak GF arasındaki farkın faqat ısıtma nedeniyle oluşup oluşmadığının değerlendirilmesine izin verir. Performans natijalarini GF-TP'nin GF'den bir miktar yanada iyi ekanini, biroq GF-ATO'nun her ikisinden de yaqqol tarzda üstün ekanini ko‘rsatadi.

10 mA cm^-2 dagi energiya samaradorligi

Negatif elektrodEnerji samaradorligi (%)
GF58,8
GF-TP69,7
GF-ATO87,1

GF-ATO'nun %87,1 energiya samaradorligi, GF-TP'nin %69,7 değerinin %25'ten fazla va çıplak GF'nin %58,8 değerinin %48'den fazla üzerindedir. Buradaki yüzde artışlar manba metnin göreli karşılaştırmalarıdır.

Verianla Live: ATO katalizatori dastlabki energiya samaradorligini qanday o‘zgartirdi?

Aşağıdaki karşılaştırma aynı 10 mA cm^-2 tajriba koşulunda uch negatif elektrod seçeneğinin kaynakta raporlanan energiya verimleridir.

ElektrotEnerji samaradorligi (%)Koşul
GF58,810 mA cm^-2
GF-TP69,710 mA cm^-2
GF-ATO87,110 mA cm^-2
 

Verianla Live: Değerler manba tadqiqotning galvanostatik zaryad-deşarj sonuçlarından alınmıştır.

40 mA cm^-2 da 100 sikl sinovi

GF-ATO tek hücresi yanada yuqori akım yoğunluğunda 100 sikl davomida test edilmiştir. Manba, 40 mA cm-2'de energiya verimini %69,3 sifatida hisobot beradi.

100 sürekli sikl sonunda tizim maksimum energiya veriminin %79,5'ini korumuştur. Sahifa 31'deki Rasm 6a, Coulombic efficiency'nin sikl davomida yuqori seviyede kaldığını, energiya va potansiyel fark verimlerinin esa kademeli sifatida azaldığını ko‘rsatadi.

Aynı rasm zaryad va deşarj kapasitesinin de sikl sayısı ilerledikçe gerilediğini gösterir. Dolayısıyla %69,3'lük başlangıç/raporlanan energiya samaradorligi yuqori akım koşulunda tamamen sabit kalmamaktadır.

To‘rt hujayrali stack tajribasining tuzilishi

Ölçek büyütme deneyi to‘rt adet 20 cm² RFB hücresinden iborat bo‘lgan stack bilan gerçekleştirilmiştir. Deney bölümünde va asosiy natija metninde:

20 mA cm-2

akım yoğunluğu va:

0,3–4,0 V

stack tadqiqot gerilim aralığı beriladi.

Stack 70 galvanostatik zaryad-deşarj çevrimi davomida ishga tushirilgan.

Stack qanchalik samarali edi?

GöstergeAna metinde raporlanan başlangıç/değer70 sikl sonrası korunum
Enerji samaradorligi, EE%82,8%96,8
Potansiyel fark samaradorligi, VE%85,1%97,2
Coulombic efficiency, CE%87,5 — manba metni%99,4

Burada manba içi bir tutarsızlık vardır. Ana metin CE değerini %87,5 sifatida vermektedir; buna karşılık Rasm 6b'nin CE eğrisi görsel sifatida taxminan %96–97 bölgesindedir. Ham sonli seri yoki düzeltme notu bulunmadığından Verianla makalesi ikki kaynağı sessizce uzlaştırmamıştır.

Aynı tarzda Rasm 6 açıklaması stack'i 40 mA cm-2 sifatida etiketlerken tajriba bölümü, asosiy natija metni, özet va natija bölümü 20 mA cm-2 kullanmaktadır. Bu makalede tajriba koşulu sifatida yanada fazla yerde va yöntem bölümünde açıkça tanımlanan 20 mA cm-2 ishlatilgan; rasm altyazısındaki 40 mA cm-2 bilgisi manba içi tutarsızlık sifatida korunmuştur.

ATO ta’sirini qaysi dalillar birgalikda qo‘llab-quvvatlaydi?

Kanıt türüGF-ATO lehindeki asosiy gözlem
SEMATO nanokümeleri grafit lifleri davomida dağılıyor; sikl sonrası yanada temiz elektrod yüzeyi görülüyor.
EDXSn/Sb oksitleri doğrulanıyor; katalizörlü hücrede membrana üzerindeki oltingugurt birikimi çok yanada past.
XPSSn4+, Sb3+/Sb5+ varlığı va zaryad davomida yanada ileri polisülfür indirgenmesi görülüyor.
Temas açısıGF 117,7° bilan hidrofobikken GF-ATO kuchli hidrofilik davranıyor.
BETYüzey alanı 0,6 → 10,8 m²/g yükseliyor.
CVEk redoks tepeleri va taxminan ikki kat tepe akımı görülüyor.
EISYük-transfer dirençleri taxminan bir büyüklük mertebesinden fazla azalıyor.
GCDGF-ATO hücresi yanada yuqori energiya samaradorligi va yanada iyi sikl kararlılığı gösteriyor.

Bu çoklu karakterizasyon yondashuvi tadqiqotning kuchli yönlerinden biridir. Performans iyileşmesi faqat bir zaryad-deşarj eğrisine bağlanmamış; morfoloji, kimyoviy durum, elektrokimyasal kinetik, empedans, adsorpsiyon va sikl sonrası yüzey analiziyle birlikte değerlendirilmiştir.

Tadqiqotning muhim uslubiy cheklovlari

Birinci sınır ölçek va süre: Dört hücreli stack haqiqiy bir endüstriyel RFB modülü emas va 70 çevrimlik tajriba, yıllara yayılan depolama uygulamalarının dayanıklılığını göstermez.

İkinci sınır istatistiksel tekrar: Manba, asosiy EE, EIS va stack natijalarini uchun bağımsız hujayra tekrarlarının sayısını va hata çubuklarını sistematik sifatida vermemektedir. Bu durum cihazdan cihaza değişkenliğin değerlendirilmesini sınırlar.

Üçüncü sınır manba içi tutarsızlıklar: Stack akım yoğunluğu va stack Coulombic efficiency değerleri turli bölümlerde birbirini tam sifatida desteklememektedir.

Dördüncü sınır maliyet: Polisülfürün past maliyet potansiyeli vurgulanmakla birlikte ATO qoplama prosesi, tavlama enerjisi, membrana maliyeti, pompalar va stack yardımcı tizimlarini jumladan toplam LCOS analizi yapılmamıştır.

Beşinci sınır haqiqiy saha davranışı: Elektrolit yönetimi, tank ölçeği, uzun hortum/quvur hatları, katta pompalar, harorat değişimleri, arıza senaryoları va çok uzun süreli crossover haqiqiy bir tesis ölçeğinde değerlendirilmemiştir.

Manba va usul haqida izoh

Tam özgün tadqiqot adı: Antimony-doped tin oxide as an efficient catalyst in polysulfide aqueous redox flow batteries

Yazarlar — PDF sırası: O. Salvado-Recarey, J. Igreja-Mendes, M. Duarte, P. Dias, D.G. Bucknall, A. Mendes.

Eş katkı / eş birinci yazar: Manbada belirtilmemiştir.

Sorumlu yazar: A. Mendes. PDF'de yıldız va “Corresponding author” ibaresiyle qayd etiladi. SSRN bibliyografik kaydı da Adelio Mendes'i Contact Author sifatida listeler.

Afiliasyonlar: Institute of Mechanical, Process and Energy Engineering, School of Engineering and Physical Sciences, Heriot-Watt University; LEPABE – Laboratory for Process Engineering, Environment, Biotechnology and Energy, Faculty of Engineering, University of Porto; ALiCE – Associate Laboratory in Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Porto; Institute of Chemical Sciences, School of Engineering and Physical Sciences, Heriot-Watt University.

DOI: 10.2139/ssrn.7199405

Platform: SSRN.

Resmî kayıt: SSRN Abstract 7199405.

Yayın tarihi: SSRN kaydında 29 Temmuz 2026.

Dergi / cilt / sayı: İncelenen sürüm uchun hakemli dergi, cilt yoki sayı bilgisi doğrulanmamıştır.

Manba türü va hakemlik durumu: Bu tadqiqot hakem değerlendirmesinden geçmemiş bir preprinttir; sonuçlar bu yayın aşaması dikkate alınarak değerlendirilmelidir.

Lisans: SSRN kaydı açık Creative Commons yeniden kullanım lisansı vermemektedir va izinsiz yeniden kullanıma izin verilmediğini qayd etadi. Manbaning özgün grafik va mikroskopi görselleri shu sababli makale HTML'sine kopyalanmamış; yöntem va sonuçların ilmiy mesajı görünür Verianla Live ma’lumot tablolarıyla özgün sifatida temsil edilmiştir.

Finansman: Çalışma kısmen Heriot-Watt University School of Engineering and Physical Sciences; UK Engineering and Physical Sciences Research Council – EP/X015920/1 va EP/X015920/2; FCT/MECI LEPABE UID/00511/2025 va UID/PRR/00511/2025; ALiCE LA/P/0045/2020; IronFlow 2022.04589.PTDC; NGS – New Generation Storage projesi va Avrupa Birliği NextGenerationEU/PRR tarafından desteklenmiştir. P. Dias uchun FCT CEECIND/02862/2018 desteği belirtilmiştir. XPS ölçümleri Henry Royce Institute erişim programıyla desteklenmiştir.

Çıkar çatışması: Manbada “There are no conflicts to declare.” beyanı mavjud.

Veri erişilebilirliği: Ana metinde alohida va açık bir genel ma’lumot deposu / ham ma’lumot erişilebilirliği beyanı bulunmamaktadır. Elektronik Ek Bilgiler aynı PDF ichida sunulmuştur.

CRediT / ayrıntılı yazar katkıları: İncelenen sürümde alohida bir CRediT yazar katkı bölümü bulunmamaktadır.

Stack akım yoğunluğu tutarsızlığı: Deney bölümü, özet, natija metni va natija bölümü to‘rt hücreli stack uchun 20 mA cm^-2 kullanırken Rasm 6b altyazısı 40 mA cm^-2 yazmaktadır. Bu makalede asosiy yöntem va metinde tekrarlanan 20 mA cm^-2 asosiy alınmış, rasm altyazısındaki farklılık açıkça korunmuştur.

Stack Coulombic efficiency tutarsızlığı: Ana metin %82,8 EE, %85,1 potansiyel fark samaradorligi va %87,5 CE bildirmektedir. Rasm 6b'deki CE eğrisi görsel sifatida taxminan %96–97 düzeyindedir. Manba bu fark uchun düzeltme yoki ham ma’lumot sunmadığından Verianla makalesi %87,5 değerini sessizce değiştirmemiştir.

Akım birimi yazım notu: Yüksek akım yoğunluğu deneyinin bir cümlesinde 40 mA m^-2 yazarken tajriba protokolü, devam eden metin va Rasm 6a 40 mA cm^-2 vermektedir. Birim farqi manba içi yazım tutarsızlığı sifatida kaydedilmiştir.

Bilimsel manba sınırı: Bu Verianla makalesindeki ATO sentezi, grafit namat hazırlığı, hujayra kimyası, CV, EIS, SEM, EDX, BET, XPS, galvanostatik zaryad-deşarj koşulları, verimler, dirençler, yüzey alanları, membrana birikimleri, 100 çevrimlik tek hujayra va to‘rt hücreli stack natijalarini yüklenen 43 sayfalık tadqiqot bilan ek bilgilerine dayanmaktadır. Dış web kontrolü faqat SSRN bibliyografik kimliği, DOI, yayın tarihi, lisans va Contact Author bilgisini doğrulamak uchun ishlatilgan.

Temel yorum sınırı: Çalışma ATO'nun polisülfürlü sulu RFB elektrokimyasını laboratuvar ölçeğinde iyileştirdiğini kuchli tarzda desteklemektedir; fakat ticari şebeke depolama sistemi ömrünü, ekonomik üstünlüğünü yoki endüstriyel ölçekte güvenilirliğini bevosita kanıtlamamaktadır.


Ulashish:

Izohlar ko‘rib chiqilgandan keyin e’lon qilinadi.Izohingiz tasdiqlash jarayoniga yuboriladi va ma’qullangach ko‘rinadi.

Izoh qoldiring

E-pochta manzilingiz chop etilmaydi. Majburiy maydonlar * bilan belgilangan

Bu saytda cookie-fayllarga ruxsat berish foydalanish tajribangizni yaxshilaydi. Cookie-fayllar siyosati