एक लंबे समय के लिए, लाभ टोंटी बिजली के वाहनों, जो हम चिंता के पाठ्यक्रम फोन के विकास सीमित है। एक हाथ पर लाभ में सुधार करने के बैटरी पैक की क्षमता बढ़ाने के लिए, लेकिन अधिक महत्वपूर्ण बैटरी की विशिष्ट ऊर्जा सुधार करने के लिए, वर्तमान लिथियम त्रिगुट सामग्री है वजन आयन बैटरी आम तौर पर 200Wh प्रौद्योगिकी अग्रिम के रूप में / किग्रा भूमिका है, अनुपात 2020 में लांच करने के लिए ऊर्जा की तुलना में ऊर्जा की मात्रा तक पहुँच जाता है उच्च विशिष्ट ऊर्जा क्षमता बैटरी के 300Wh / किलो की उम्मीद है, लेकिन यह अभी भी बिजली के वाहनों के भविष्य के विकास को पूरा नहीं कर सकते हैं मांग। उच्च विशिष्ट ऊर्जा बैटरी शक्ति की अगली पीढ़ी के विकास पर, वहाँ कई मार्गों से चुनने के लिए एक सब ठोस राज्य लिथियम धातु बैटरी, है जो अब व्यापक रूप से स्वीकार कर लिया और तकनीकी मार्ग को मान्यता दी, संयुक्त राज्य अमेरिका 'बैटरी 500' है, योजना एक बैटरी पैक को प्राप्त करने के माध्यमिक लिथियम धातु बैटरी प्रौद्योगिकी के विकास के माध्यम से 500Wh / किग्रा लक्ष्यों में से विशिष्ट ऊर्जा प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जापान के ठोस इलेक्ट्रोलाइट एक वैश्विक प्रौद्योगिकी के नेता, इलेक्ट्रोलाइट तरल इलेक्ट्रोलाइट की सल्फाइड आयन चालकता का विकास है और यहां तक कि चरण कर सकते हैं तुलनीय; इसके अलावा तकनीकी मार्ग एक धातु है - हवा बैटरी, उदाहरण के लिए, वर्तमान मुख्यधारा हवा और ली na- एयर बैटरी विशिष्ट ऊर्जा पर 2000Wh / किग्रा, लिथियम आयन बैटरी की तुलना में अधिक से अधिक है।
हाल ही में, Qichen वांग सेंट्रल दक्षिण विश्वविद्यालय, राष्ट्रीय प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय और एक एन ग्राफीन सामग्री NDGs-800 के साथ doped के रूप में हवा इलेक्ट्रोड उत्प्रेरक Zn- हवा सेल ग्राफीन ऑक्साइड का उपयोग कर तैयार किया गया था GO दोष के बड़ी संख्या में वृद्धि हुई हे 2हवा इलेक्ट्रोड के उत्प्रेरक दक्षता, काफी, Zn- हवा बैटरी, उच्च विशिष्ट ऊर्जा 872.3Wh / किलो के प्रदर्शन में सुधार के लिए अगले भंडारण क्षेत्र में एक बहुत व्यापक संभावना है।
धातु के लिए - एयर बैटरी दोनों O के लिए हवा इलेक्ट्रोड की डिजाइन, हवा इलेक्ट्रोड उत्प्रेरक की दृष्टि से सबसे महत्वपूर्ण है 2कटौती और ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया, एक आम बहु ऑक्सीजन इलेक्ट्रोड एक महान धातु (पं) और दुर्लभ पृथ्वी धातु ऑक्साइड है, लेकिन वे खाते हे में रखना मुश्किल हो जाता है 2दो ऑक्सीजन विकास और कमी प्रतिक्रियाओं। तब लोगों को कार्बन इलेक्ट्रोड से दृष्टि की रेखा पर गौर किया और अनुसंधान इंगित करता है कार्बन सामग्री का झरझरा संरचना में दोष हे हो सकता है कि 2इलेक्ट्रोड में प्रदान की और, सक्रिय ऑक्सीजन विकास कई बिंदुओं को कम करने इतनी के रूप में धातु को बढ़ाने के लिए - दोष का एक बहुत हवा सेल प्रदर्शन और ग्राफीन ऑक्साइड को कम करने, इस ग्राफीन ऑक्साइड ही कम करने के लिए एक बहुत अच्छा विकल्प हो करने के लिए होता है, है, Qichen वांग और ग्राफीन में अधिक दोष की शुरूआत के माध्यम से एक एन doped, और ग्राफीन विशाल सतह क्षेत्र और झरझरा संरचना भी कर रहे हैं हे 2कटौती और ऑक्सीजन विकास इस प्रकार बहुत Zn- हवा बैटरी के प्रदर्शन को बढ़ाने के एक बड़े सक्रिय बिंदु प्रदान करता है।
एक संश्लेषण विधि के रूप में ग्राफीन अंजीर, पहले जी सी के एक मात्रा एन doped 3N4जलीय घोल GO की ग्राफीन ऑक्साइड की चादर में जोड़ा गया है, IH sonicated, और फिर मिश्रित समाधान hydrothermally 12h 180 ℃, काले मिश्रित जेल गठन पर इलाज किया गया था, और फिर फ्रीज सूखे 48h, हटाने एच 2ओ। ट्यूब ट्यूब भट्ठी में सूखे सामग्री, एन में 2सुरक्षा के तहत करने के लिए 600-900 ℃, गर्मी 3h, प्राप्त एन doped ग्राफीन सामग्री NDGs-x (एक्स प्रसंस्करण तापमान प्रतिनिधित्व करता है) गर्म कर रहे हैं।
एन doped ग्राफीन संरचना के रूप में ऊपर दिखाए गए, ख से और ग छवि में देखा जा सकता है। एक खुला ध्यान में लीन होना संरचना और ग्राफीन की ठेठ विशेषताओं, एक परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी (आंकड़ा ई) से पता चलता है कि ग्राफीन की मोटाई 3nm है बीत रहा है, यह 9 के बारे में होते हैं कार्बन परमाणु परतों की परतें, सामग्री एक बहुत बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र है, जबकि (443.2m 2/ जी) माइक्रोप्रोर्स का वॉल्यूम अनुपात (3.43 सेमी 3/ जी), ओ हो सकता है 2कमी और ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रियाएं बड़ी संख्या में सक्रिय साइटें प्रदान करती हैं।
एन तत्व एक्सपीएस अध्ययन के द्वारा मुख्य रूप से ग्राफीन ऑक्साइड में तीन रूपों में दिखाया गया है: पिरिडीन एन, pyrrole एन, एन ग्रेफाइट और पिरिडीन एन -O-, घ अंजीर 800 ℃ पर sintered से उल्लेख किया जा सकता NDGs- पिरिडीन एन उच्चतम सामग्री सामग्री 800, 47.9% एन और पिरिडीन ऑक्साइड ग्राफीन में दोष को कम करने के इस तरह के उच्च स्तर GO बड़े पैमाने पर, काफी उत्प्रेरक हे को बढ़ावा देने के 2कमी और ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रियाओं की दक्षता।
अधिक प्रतिक्रियाशील साइटें बेहतर प्रतिक्रियाशीलता प्राप्त करने के लिए एन-डोप्ड ग्रैफेन एनडीजी सामग्री की सहायता करती हैं। नीचे चित्रा के रैखिक वोल्टेज स्कैन से यह देखा जा सकता है कि एनडीजी -800 सामग्री (लाल वक्र) एक बहुत ही उच्च उत्प्रेरक ओ दिखाती है 2अपरिवर्तनीय गतिविधि, प्रारंभिक प्रतिक्रिया वोल्टेज 0.95V है, आधा तरंग वोल्टेज भी 0.85V तक पहुंचता है, और 0V पर प्रतिक्रिया वर्तमान घनत्व 5.6 एमए / सेमी तक पहुंचता है 2नीचे आकृति बी से हम एनडीजी -800 की 0.85 (13.9 1 एमए / सेमी) पर प्रतिक्रिया वर्तमान घनत्व देख सकते हैं 2) पीटी / सी समग्र उत्प्रेरक (13.32 एमए / सेमी) की वर्तमान घनत्व प्रतिक्रिया से भी अधिक है 2) एनडीजी -900 (6.03 एमए / सेमी से काफी अधिक है 2), एनडीजी -600 (55.55 एमए / सेमी 2) और एनडीएस -700 (2.80 एमए / सेमी 2) यह एनडीजी -800 सामग्री को सबसे अच्छा गैर-धातु प्रतिक्रिया उत्प्रेरक बनाता है।
हालांकि एनडीजी -800 उत्प्रेरक ओ 2कमी प्रतिक्रिया की गतिविधि बहुत अधिक है, लेकिन हमें अभी भी एनडीजी -800 उत्प्रेरक ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया की गतिविधि की जांच करने की आवश्यकता है। नीचे दिए गए आंकड़े से हम देख सकते हैं कि एनडीजी -800 सामग्री 10 एमए / सेमी पर है 2वर्तमान घनत्व पर, ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया का अतिसंवेदनशील रुओ की तुलना में कम है। 2/ सी उत्प्रेरक 375 एमवी उच्च है, यह दर्शाता है कि एनडीजी -800 सामग्री की ऑक्सीजन विकास उत्प्रेरक दक्षता आरयूओ से कम है। 2/ सी उत्प्रेरक, यह वह जगह है जहां एनडीजी -800 सामग्री को बाद के अध्ययनों में सुधार की आवश्यकता है।
क्यूचन वांग ने जेएन-एयर बैटरी के लिए एनडीजी -800 सामग्री का संयोजन किया (संरचना नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है)। बैटरी की 1.45V की खुली दर वोल्टेज और 115.2 एमडब्लू / सेमी की बिजली घनत्व है। 2, पीटी / सी उत्प्रेरक से बेहतर (1.43V, 110.3 एमडब्ल्यू / सेमी 2), एनडीजी -800 सामग्री का उपयोग करके जेएन एनोड की विशिष्ट क्षमता 750.8 एमएएच / जी तक पहुंचती है (वर्तमान घनत्व 10 एमए / सेमी 2), बैटरी की विशिष्ट ऊर्जा 872.3Wh / किग्रा तक पहुंच गई। बैटरी ने 10 एमए / सेमी पर बहुत उत्कृष्ट चक्र प्रदर्शन भी दिखाया। 2234 चक्रों (20 मिनट प्रति चक्र) की वर्तमान घनत्व पर, सेल लगभग कोई गिरावट नहीं है, जो एक पीटी / सी + आईआर / सी उत्प्रेरक की तुलना में काफी बेहतर है।
क्यूचन वैंग द्वारा विकसित एन-डीओडी ग्रैफेन सामग्री एनजीडीएस -800 सामग्री ग्रैफेन ऑक्साइड जीओ में बड़ी संख्या में दोषों का पूर्ण उपयोग करती है और एन डोपिंग के माध्यम से अधिक दोष पेश करती है। 2उत्प्रेरण में कमी और ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया विशेष रूप से उत्प्रेरक हे में, सक्रिय स्थलों की एक बड़ी संख्या, उत्प्रेरक दक्षता काफी सुधार हुआ है प्रदान करता है 2कमी का संबंध है, उत्प्रेरक दक्षता पं / सी इलेक्ट्रोड से भी अधिक है, और चार्ज और निर्वहन चक्र भी उत्कृष्ट स्थिरता से पता चला है, व्यापक आवेदन की संभावनाओं है, लेकिन उत्प्रेरक गतिविधि NDGs-800 अभी भी ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया Ruo से हीन है 2/ सी उत्प्रेरक है, जो सुधार के लिए बाद में की जरूरत है।
