२०२७ पर्यंत इलेक्ट्रोड पेस्ट मार्केट शेअर, ट्रेंड, व्यवसाय धोरण आणि अंदाज

ग्रेफाइट हे कृत्रिम ग्रेफाइट आणि नैसर्गिक ग्रेफाइटमध्ये विभागले गेले आहे, जगातील नैसर्गिक ग्रेफाइटचा साठा सुमारे २ अब्ज टन आहे.
सामान्य दाबाखाली कार्बनयुक्त पदार्थांचे विघटन आणि उष्णता उपचार करून कृत्रिम ग्रेफाइट मिळवले जाते. या परिवर्तनासाठी प्रेरक शक्ती म्हणून पुरेसे उच्च तापमान आणि ऊर्जा आवश्यक असते आणि विस्कळीत रचना क्रमबद्ध ग्रेफाइट क्रिस्टल रचनेत रूपांतरित होईल.
ग्राफिटायझेशन म्हणजे २००० ℃ पेक्षा जास्त उच्च तापमानाच्या उष्णता उपचार कार्बन अणूंच्या पुनर्रचनाद्वारे कार्बनी पदार्थाच्या व्यापक अर्थाने, तथापि ३००० ℃ पेक्षा जास्त उच्च तापमानात काही कार्बन पदार्थ ग्राफिटायझेशन, या प्रकारच्या कार्बन पदार्थांना "कठोर कोळसा" म्हणून ओळखले जात असे, सहज ग्राफिटायझेशन केलेल्या कार्बन पदार्थांसाठी, पारंपारिक ग्राफिटायझेशन पद्धतीमध्ये उच्च तापमान आणि उच्च दाब पद्धत, उत्प्रेरक ग्राफिटायझेशन, रासायनिक वाष्प जमा करण्याची पद्धत इत्यादींचा समावेश आहे.

ग्राफिटायझेशन हे कार्बनयुक्त पदार्थांच्या उच्च मूल्यवर्धित वापराचे एक प्रभावी माध्यम आहे. विद्वानांच्या व्यापक आणि सखोल संशोधनानंतर, ते आता मुळात परिपक्व झाले आहे. तथापि, काही प्रतिकूल घटक उद्योगात पारंपारिक ग्राफिटायझेशनच्या वापरावर मर्यादा घालतात, म्हणून नवीन ग्राफिटायझेशन पद्धतींचा शोध घेणे हा एक अपरिहार्य ट्रेंड आहे.

१९ व्या शतकापासून वितळलेल्या मीठाच्या इलेक्ट्रोलिसिस पद्धतीचा विकास एका शतकापेक्षा जास्त काळ झाला आहे, त्याचे मूलभूत सिद्धांत आणि नवीन पद्धती सतत नवोपक्रम आणि विकास करत आहेत, आता ते पारंपारिक धातू उद्योगापुरते मर्यादित राहिलेले नाही, २१ व्या शतकाच्या सुरुवातीला, वितळलेल्या मीठ प्रणालीतील धातू, घन ऑक्साईड इलेक्ट्रोलाइटिक घट, मूलभूत धातूंची तयारी अधिक सक्रियपणे केंद्रस्थानी आली आहे,
अलिकडेच, वितळलेल्या मीठाच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे ग्रेफाइट पदार्थ तयार करण्याच्या एका नवीन पद्धतीकडे बरेच लक्ष लागले आहे.

कॅथोडिक ध्रुवीकरण आणि इलेक्ट्रोडपोझिशनद्वारे, कार्बन कच्च्या मालाचे दोन भिन्न प्रकार उच्च वाढीव मूल्यासह नॅनो-ग्रेफाइट पदार्थांमध्ये रूपांतरित केले जातात. पारंपारिक ग्राफिटायझेशन तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत, नवीन ग्राफिटायझेशन पद्धतीमध्ये कमी ग्राफिटायझेशन तापमान आणि नियंत्रित करण्यायोग्य आकारविज्ञानाचे फायदे आहेत.

हा पेपर इलेक्ट्रोकेमिकल पद्धतीने ग्राफिटायझेशनच्या प्रगतीचा आढावा घेतो, या नवीन तंत्रज्ञानाची ओळख करून देतो, त्याचे फायदे आणि तोटे यांचे विश्लेषण करतो आणि भविष्यातील विकासाच्या ट्रेंडची शक्यता दर्शवितो.

प्रथम, वितळलेल्या मीठाचे इलेक्ट्रोलाइटिक कॅथोड ध्रुवीकरण पद्धत

१.१ कच्चा माल
सध्या, कृत्रिम ग्रेफाइटचा मुख्य कच्चा माल म्हणजे उच्च ग्राफिटायझेशन डिग्रीचा सुई कोक आणि पिच कोक, म्हणजे तेलाचे अवशेष आणि कोळशाचे टार कच्चा माल म्हणून उच्च दर्जाचे कार्बन पदार्थ तयार करण्यासाठी, ज्यामध्ये कमी सच्छिद्रता, कमी सल्फर, कमी राख सामग्री आणि ग्राफिटायझेशनचे फायदे आहेत. ग्रेफाइटमध्ये तयार केल्यानंतर, त्याचा प्रभाव चांगला असतो, उच्च यांत्रिक शक्ती असते, कमी प्रतिरोधकता असते,
तथापि, मर्यादित तेल साठे आणि तेलाच्या चढउतारांच्या किमतींमुळे त्याचा विकास मर्यादित झाला आहे, त्यामुळे नवीन कच्च्या मालाचा शोध घेणे ही एक तातडीची समस्या बनली आहे जी सोडवणे आवश्यक आहे.
पारंपारिक ग्राफिटायझेशन पद्धतींना मर्यादा असतात आणि वेगवेगळ्या ग्राफिटायझेशन पद्धती वेगवेगळ्या कच्च्या मालाचा वापर करतात. नॉन-ग्राफिटायझेशन कार्बनसाठी, पारंपारिक पद्धती त्याचे ग्राफिटायझेशन करू शकत नाहीत, तर वितळलेल्या मीठाच्या इलेक्ट्रोलिसिसचे इलेक्ट्रोकेमिकल सूत्र कच्च्या मालाच्या मर्यादा तोडते आणि जवळजवळ सर्व पारंपारिक कार्बन पदार्थांसाठी योग्य आहे.

पारंपारिक कार्बन पदार्थांमध्ये कार्बन ब्लॅक, सक्रिय कार्बन, कोळसा इत्यादींचा समावेश आहे, ज्यामध्ये कोळसा सर्वात आशादायक आहे. कोळशावर आधारित शाई कोळशाला अग्रदूत म्हणून घेते आणि पूर्व-उपचारानंतर उच्च तापमानात ग्रेफाइट उत्पादनांमध्ये तयार केली जाते.
अलिकडेच, या पेपरमध्ये पेंग सारख्या नवीन इलेक्ट्रोकेमिकल पद्धतींचा प्रस्ताव आहे, ज्यामध्ये वितळलेल्या मीठाच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे कार्बन ब्लॅकचे ग्राफिटाइजेशन ग्रेफाइटच्या उच्च स्फटिकतेमध्ये होण्याची शक्यता कमी आहे, पाकळ्या आकाराच्या ग्रेफाइट नॅनोमीटर चिप्स असलेल्या ग्रेफाइट नमुन्यांचे इलेक्ट्रोलिसिस, उच्च विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ असते, जेव्हा लिथियम बॅटरीसाठी वापरला जातो तेव्हा कॅथोडने नैसर्गिक ग्रेफाइटपेक्षा उत्कृष्ट इलेक्ट्रोकेमिकल कामगिरी दाखवली.
झू आणि इतरांनी डिशिंग प्रक्रिया केलेला कमी दर्जाचा कोळसा CaCl2 वितळलेल्या मीठ प्रणालीमध्ये 950 ℃ तापमानावर इलेक्ट्रोलिसिससाठी ठेवला आणि कमी दर्जाच्या कोळशाचे उच्च स्फटिकीपणासह ग्रेफाइटमध्ये यशस्वीरित्या रूपांतर केले, ज्यामुळे लिथियम आयन बॅटरीच्या एनोड म्हणून वापरताना चांगली कामगिरी आणि दीर्घ सायकल आयुष्य दिसून आले.
या प्रयोगातून असे दिसून आले आहे की वितळलेल्या मीठाच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे विविध प्रकारच्या पारंपारिक कार्बन पदार्थांचे ग्रेफाइटमध्ये रूपांतर करणे शक्य आहे, ज्यामुळे भविष्यातील कृत्रिम ग्रेफाइटसाठी एक नवीन मार्ग उघडतो.
१.२ ची यंत्रणा
वितळलेल्या मीठाच्या इलेक्ट्रोलिसिस पद्धतीमध्ये कार्बन पदार्थाचा कॅथोड म्हणून वापर केला जातो आणि कॅथोडिक ध्रुवीकरणाद्वारे त्याचे उच्च स्फटिकीपणा असलेल्या ग्रेफाइटमध्ये रूपांतर केले जाते. सध्या, विद्यमान साहित्यात कॅथोडिक ध्रुवीकरणाच्या संभाव्य रूपांतरण प्रक्रियेत ऑक्सिजन काढून टाकणे आणि कार्बन अणूंचे लांब-अंतराचे पुनर्रचना करण्याचा उल्लेख आहे.
कार्बन पदार्थांमध्ये ऑक्सिजनची उपस्थिती काही प्रमाणात ग्राफिटायझेशनमध्ये अडथळा आणेल. पारंपारिक ग्राफिटायझेशन प्रक्रियेत, तापमान १६०० के पेक्षा जास्त असताना ऑक्सिजन हळूहळू काढून टाकला जाईल. तथापि, कॅथोडिक ध्रुवीकरणाद्वारे डीऑक्सिडायझेशन करणे अत्यंत सोयीस्कर आहे.

पेंग इत्यादींनी पहिल्यांदाच प्रयोगांमध्ये वितळलेल्या मीठाच्या इलेक्ट्रोलिसिस कॅथोडिक ध्रुवीकरण संभाव्य यंत्रणा, म्हणजेच ग्राफिटायझेशन, सर्वात सुरुवातीची जागा घन कार्बन मायक्रोस्फियर/इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेसमध्ये स्थित असणे आवश्यक आहे, प्रथम कार्बन मायक्रोस्फियर मूलभूत समान व्यासाच्या ग्रेफाइट शेलभोवती तयार होते आणि नंतर कधीही स्थिर नसलेले निर्जल कार्बन कार्बन अणू अधिक स्थिर बाह्य ग्रेफाइट फ्लेकमध्ये पसरतात, पूर्णपणे ग्राफिटायझेशन होईपर्यंत,
ग्राफिटायझेशन प्रक्रियेसह ऑक्सिजन काढून टाकला जातो, ज्याची पुष्टी प्रयोगांद्वारे देखील होते.
जिन आणि इतरांनीही प्रयोगांद्वारे हा दृष्टिकोन सिद्ध केला. ग्लुकोजचे कार्बनीकरण केल्यानंतर, ग्राफिटायझेशन (१७% ऑक्सिजन सामग्री) केले गेले. ग्राफिटायझेशननंतर, मूळ घन कार्बन गोलांनी (आकृती १अ आणि १क) ग्रेफाइट नॅनोशीट्स (आकृती १ब आणि १ड) बनलेला एक सच्छिद्र कवच तयार केला.
कार्बन तंतूंचे (१६% ऑक्सिजन) इलेक्ट्रोलिसिस करून, साहित्यात अनुमानित रूपांतरण यंत्रणेनुसार ग्राफिटायझेशननंतर कार्बन तंतूंचे ग्रेफाइट ट्यूबमध्ये रूपांतर केले जाऊ शकते.

असे मानले जाते की, लांब अंतराची हालचाल कार्बन अणूंच्या कॅथोडिक ध्रुवीकरणाखाली होते, उच्च क्रिस्टल ग्रेफाइट ते अनाकार कार्बन पुनर्रचना प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे, सिंथेटिक ग्रेफाइट अद्वितीय पाकळ्या आकार नॅनोस्ट्रक्चर्स ऑक्सिजन अणूंपासून लाभतात, परंतु ग्रेफाइट नॅनोमीटर रचनेवर कसा प्रभाव पाडायचा हे विशिष्ट स्पष्ट नाही, जसे की कॅथोड अभिक्रिया नंतर कार्बन सांगाड्यातून ऑक्सिजन कसा बाहेर पडतो, इ.,
सध्या, या यंत्रणेवरील संशोधन अद्याप सुरुवातीच्या टप्प्यात आहे आणि पुढील संशोधनाची आवश्यकता आहे.

१.३ सिंथेटिक ग्रेफाइटचे मॉर्फोलॉजिकल वैशिष्ट्यीकरण
ग्रेफाइटच्या सूक्ष्म पृष्ठभागाच्या आकारविज्ञानाचे निरीक्षण करण्यासाठी SEM चा वापर केला जातो, 0.2 μm पेक्षा कमी स्ट्रक्चरल आकारविज्ञानाचे निरीक्षण करण्यासाठी TEM चा वापर केला जातो, ग्रेफाइटच्या सूक्ष्म संरचनाचे वैशिष्ट्यीकृत करण्यासाठी XRD आणि रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी हे सर्वात सामान्यपणे वापरले जाणारे माध्यम आहेत, ग्रेफाइटची क्रिस्टल माहिती वैशिष्ट्यीकृत करण्यासाठी XRD चा वापर केला जातो आणि ग्रेफाइटच्या दोषांचे आणि क्रमवारीची डिग्री वैशिष्ट्यीकृत करण्यासाठी रमन स्पेक्ट्रोस्कोपीचा वापर केला जातो.

वितळलेल्या मीठाच्या इलेक्ट्रोलिसिसच्या कॅथोड ध्रुवीकरणाद्वारे तयार केलेल्या ग्रेफाइटमध्ये अनेक छिद्रे असतात. कार्बन ब्लॅक इलेक्ट्रोलिसिससारख्या वेगवेगळ्या कच्च्या मालासाठी, पाकळ्यांसारखे सच्छिद्र नॅनोस्ट्रक्चर्स मिळवले जातात. इलेक्ट्रोलिसिसनंतर कार्बन ब्लॅकवर XRD आणि रमन स्पेक्ट्रम विश्लेषण केले जाते.
८२७ ℃ तापमानावर, १ तासासाठी २.६ व्ही व्होल्टेजने प्रक्रिया केल्यानंतर, कार्बन ब्लॅकची रमन वर्णक्रमीय प्रतिमा जवळजवळ व्यावसायिक ग्रेफाइटसारखीच असते. कार्बन ब्लॅकला वेगवेगळ्या तापमानांनी प्रक्रिया केल्यानंतर, तीक्ष्ण ग्रेफाइट वैशिष्ट्यपूर्ण शिखर (००२) मोजले जाते. विवर्तन शिखर (००२) ग्रेफाइटमधील सुगंधी कार्बन थराच्या अभिमुखतेची डिग्री दर्शवते.
कार्बन थर जितका तीक्ष्ण असेल तितका तो अधिक दिशादर्शक असेल.

झूने प्रयोगात शुद्ध केलेल्या कनिष्ठ कोळशाचा कॅथोड म्हणून वापर केला आणि ग्राफिटाइज्ड उत्पादनाची सूक्ष्म रचना दाणेदार ते मोठ्या ग्रेफाइट रचनेत रूपांतरित झाली आणि उच्च दर प्रसारण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाखाली घट्ट ग्रेफाइट थर देखील पाहिला गेला.
रमन स्पेक्ट्रामध्ये, प्रायोगिक परिस्थिती बदलल्याने, ID/Ig मूल्य देखील बदलले. जेव्हा इलेक्ट्रोलाइटिक तापमान 950 ℃ होते, तेव्हा इलेक्ट्रोलाइटिक वेळ 6 तास होता आणि इलेक्ट्रोलाइटिक व्होल्टेज 2.6V होता, तेव्हा सर्वात कमी ID/Ig मूल्य 0.3 होते आणि D शिखर G शिखरापेक्षा खूपच कमी होते. त्याच वेळी, 2D शिखराचे स्वरूप देखील अत्यंत सुव्यवस्थित ग्रेफाइट संरचनेच्या निर्मितीचे प्रतिनिधित्व करते.
XRD प्रतिमेतील तीक्ष्ण (002) विवर्तन शिखर देखील उच्च स्फटिकता असलेल्या ग्रेफाइटमध्ये निकृष्ट कोळशाचे यशस्वी रूपांतरण पुष्टी करते.

ग्राफिटायझेशन प्रक्रियेत, तापमान आणि व्होल्टेज वाढणे ही प्रोत्साहन देणारी भूमिका बजावेल, परंतु खूप जास्त व्होल्टेजमुळे ग्रेफाइटचे उत्पादन कमी होईल आणि खूप जास्त तापमान किंवा खूप जास्त ग्राफिटायझेशन वेळेमुळे संसाधनांचा अपव्यय होईल, म्हणून वेगवेगळ्या कार्बन पदार्थांसाठी, सर्वात योग्य इलेक्ट्रोलाइटिक परिस्थिती एक्सप्लोर करणे विशेषतः महत्वाचे आहे, हे देखील लक्ष केंद्रित आणि अडचण आहे.
या पाकळ्यांसारख्या फ्लेक नॅनोस्ट्रक्चरमध्ये उत्कृष्ट इलेक्ट्रोकेमिकल गुणधर्म आहेत. मोठ्या संख्येने छिद्रांमुळे आयन जलदपणे घालता येतात/विभाजित होतात, ज्यामुळे बॅटरी इत्यादींसाठी उच्च-गुणवत्तेचे कॅथोड साहित्य मिळते. म्हणूनच, इलेक्ट्रोकेमिकल पद्धत ग्राफिटायझेशन ही एक अतिशय संभाव्य ग्राफिटायझेशन पद्धत आहे.

वितळलेल्या मीठाचे इलेक्ट्रोडपोझिशन पद्धत

२.१ कार्बन डायऑक्साइडचे विद्युतसंक्षेपण
सर्वात महत्त्वाचा हरितगृह वायू म्हणून, CO2 हा एक गैर-विषारी, निरुपद्रवी, स्वस्त आणि सहज उपलब्ध होणारा अक्षय संसाधन आहे. तथापि, CO2 मधील कार्बन सर्वात जास्त ऑक्सिडेशन अवस्थेत आहे, म्हणून CO2 मध्ये उच्च थर्मोडायनामिक स्थिरता आहे, ज्यामुळे त्याचा पुनर्वापर करणे कठीण होते.
CO2 इलेक्ट्रोडपोझिशनवरील सर्वात जुने संशोधन १९६० च्या दशकात सुरू झाले. इंग्राम आणि इतरांनी Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 च्या वितळलेल्या मीठ प्रणालीमध्ये सोन्याच्या इलेक्ट्रोडवर कार्बन यशस्वीरित्या तयार केला.

व्हॅन आणि इतरांनी निदर्शनास आणून दिले की वेगवेगळ्या रिडक्शन पोटेंशियल्सवर मिळवलेल्या कार्बन पावडरमध्ये ग्रेफाइट, अनाकार कार्बन आणि कार्बन नॅनोफायबरसह वेगवेगळ्या रचना होत्या.
कार्बन साठण्याच्या निर्मिती यंत्रणेवर आणि इलेक्ट्रोलिसिस परिस्थितीचा अंतिम उत्पादनावर होणारा परिणाम, ज्यामध्ये इलेक्ट्रोलाइटिक तापमान, इलेक्ट्रोलाइटिक व्होल्टेज आणि वितळलेल्या मीठाची रचना आणि इलेक्ट्रोड इत्यादींचा समावेश आहे, यावर दीर्घकाळ संशोधन विद्वानांनी लक्ष केंद्रित केल्यानंतर, CO2 च्या इलेक्ट्रोडपोझिशनसाठी उच्च कार्यक्षमता असलेल्या ग्रेफाइट पदार्थांच्या तयारीने एक भक्कम पाया घातला आहे.

इलेक्ट्रोलाइट बदलून आणि उच्च CO2 कॅप्चर कार्यक्षमतेसह CaCl2-आधारित वितळलेल्या मीठ प्रणालीचा वापर करून, हू आणि इतरांनी इलेक्ट्रोलिसिस तापमान, इलेक्ट्रोड रचना आणि वितळलेल्या मीठ रचना यासारख्या इलेक्ट्रोलाइटिक परिस्थितींचा अभ्यास करून उच्च ग्राफिटायझेशन डिग्रीसह ग्राफीन आणि कार्बन नॅनोट्यूब आणि इतर नॅनोग्राफाइट संरचना यशस्वीरित्या तयार केल्या.
कार्बोनेट प्रणालीच्या तुलनेत, CaCl2 मध्ये स्वस्त आणि सहज मिळणे, उच्च चालकता, पाण्यात सहज विरघळणे आणि ऑक्सिजन आयनांची उच्च विद्राव्यता हे फायदे आहेत, जे CO2 चे उच्च जोडलेल्या मूल्यासह ग्रेफाइट उत्पादनांमध्ये रूपांतर करण्यासाठी सैद्धांतिक परिस्थिती प्रदान करतात.

२.२ परिवर्तन यंत्रणा
वितळलेल्या मिठापासून CO2 चे इलेक्ट्रोडपोझिशन करून उच्च मूल्यवर्धित कार्बन पदार्थ तयार करण्यामध्ये प्रामुख्याने CO2 कॅप्चर आणि अप्रत्यक्ष कपात समाविष्ट असते. समीकरण (1) मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, वितळलेल्या मिठामध्ये मुक्त O2- द्वारे CO2 कॅप्चर पूर्ण होते:
CO2+O2-→CO3 २- (१)
सध्या, तीन अप्रत्यक्ष कपात प्रतिक्रिया यंत्रणा प्रस्तावित केल्या आहेत: एक-चरण प्रतिक्रिया, दोन-चरण प्रतिक्रिया आणि धातू कपात प्रतिक्रिया यंत्रणा.
समीकरण (2) मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, एक-चरणीय अभिक्रिया यंत्रणा प्रथम इंग्रामने प्रस्तावित केली होती:
CO3 2-+ 4E – →C+3O2- (2)
समीकरण (३-४) मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, बोरुका आणि इतरांनी द्वि-चरणीय प्रतिक्रिया यंत्रणा प्रस्तावित केली होती:
CO3 2-+ 2E – →CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – →C+2O2- (4)
धातूच्या क्षरण अभिक्रियेची यंत्रणा डीनहार्ट आणि इतरांनी मांडली होती. त्यांचा असा विश्वास होता की धातूचे आयन प्रथम कॅथोडमध्ये धातूमध्ये रूपांतरित केले जातात आणि नंतर धातूचे कार्बोनेट आयनमध्ये रूपांतरित केले जाते, जसे समीकरण (5~6) मध्ये दाखवले आहे:
म- + इ – →म (५)
४ मीटर + M2CO3 – > सेल्सिअस + ३ मीटर२o (६)

सध्या, विद्यमान साहित्यात एक-चरण प्रतिक्रिया यंत्रणा सामान्यतः स्वीकारली जाते.
यिन आणि इतरांनी निकेल कॅथोड, टिन डायऑक्साइड एनोड आणि सिल्व्हर वायर संदर्भ इलेक्ट्रोड वापरून Li-Na-K कार्बोनेट प्रणालीचा अभ्यास केला आणि निकेल कॅथोडवर आकृती 2 मधील चक्रीय व्होल्टामेट्री चाचणी आकृती (100 mV/s चा स्कॅनिंग दर) मिळवली आणि निगेटिव्ह स्कॅनिंगमध्ये फक्त एकच रिडक्शन पीक (-2.0V वर) असल्याचे आढळले.
म्हणून, असा निष्कर्ष काढता येतो की कार्बोनेट कमी करताना फक्त एकच प्रतिक्रिया घडली.

गाओ आणि इतरांनी त्याच कार्बोनेट प्रणालीमध्ये समान चक्रीय व्होल्टॅमेट्री मिळवली.
Ge आणि इतरांनी LiCl-Li2CO3 प्रणालीमध्ये CO2 कॅप्चर करण्यासाठी इनर्ट एनोड आणि टंगस्टन कॅथोडचा वापर केला आणि समान प्रतिमा मिळवल्या आणि निगेटिव्ह स्कॅनिंगमध्ये कार्बन जमा होण्याचा फक्त एक रिडक्शन पीक दिसून आला.
अल्कधर्मी धातू वितळलेल्या मीठ प्रणालीमध्ये, कॅथोडद्वारे कार्बन जमा होत असताना अल्कधर्मी धातू आणि CO तयार होतील. तथापि, कमी तापमानात कार्बन जमा करण्याच्या अभिक्रियेची थर्मोडायनामिक परिस्थिती कमी असल्याने, प्रयोगात फक्त कार्बोनेटचे कार्बनमध्ये घट शोधता येते.

ग्रेफाइट उत्पादने तयार करण्यासाठी वितळलेल्या मीठाद्वारे 2.3 CO2 शोषले जाते
प्रायोगिक परिस्थिती नियंत्रित करून वितळलेल्या मीठापासून CO2 चे इलेक्ट्रोडपोझिशन करून ग्राफीन आणि कार्बन नॅनोट्यूब सारखे उच्च-मूल्यवर्धित ग्रेफाइट नॅनोमटेरियल तयार केले जाऊ शकतात. हू आणि इतरांनी CaCl2-NaCl-CaO वितळलेल्या मीठ प्रणालीमध्ये कॅथोड म्हणून स्टेनलेस स्टीलचा वापर केला आणि वेगवेगळ्या तापमानांवर 2.6V स्थिर व्होल्टेजच्या स्थितीत 4 तासांसाठी इलेक्ट्रोलायझेशन केले.
लोखंडाच्या उत्प्रेरकामुळे आणि ग्रेफाइट थरांमधील CO च्या स्फोटक परिणामामुळे, कॅथोडच्या पृष्ठभागावर ग्राफीन आढळले. ग्राफीन तयार करण्याची प्रक्रिया आकृती 3 मध्ये दर्शविली आहे.
चित्र
नंतरच्या अभ्यासात CaCl2-NaClCaO वितळलेल्या मीठ प्रणालीच्या आधारे Li2SO4 जोडले गेले, इलेक्ट्रोलिसिस तापमान 625 ℃ होते, इलेक्ट्रोलिसिसच्या 4 तासांनंतर, कार्बनच्या कॅथोडिक निक्षेपणात त्याच वेळी ग्राफीन आणि कार्बन नॅनोट्यूब आढळले, अभ्यासात असे आढळून आले की Li+ आणि SO4 2- ग्राफिटायझेशनवर सकारात्मक परिणाम आणतात.
सल्फर देखील कार्बन बॉडीमध्ये यशस्वीरित्या एकत्रित केले जाते आणि इलेक्ट्रोलाइटिक परिस्थिती नियंत्रित करून अति-पातळ ग्रेफाइट शीट्स आणि फिलामेंटस कार्बन मिळवता येतात.

ग्राफीन तयार करण्यासाठी उच्च आणि निम्न इलेक्ट्रोलाइटिक तापमानासारखे पदार्थ महत्त्वाचे असतात, जेव्हा ८०० ℃ पेक्षा जास्त तापमान असते तेव्हा कार्बनऐवजी CO निर्माण करणे सोपे असते, ९५० ℃ पेक्षा जास्त तापमान असते तेव्हा जवळजवळ कार्बन जमा होत नाही, म्हणून ग्राफीन आणि कार्बन नॅनोट्यूब तयार करण्यासाठी आणि कॅथोड स्थिर ग्राफीन निर्माण करेल याची खात्री करण्यासाठी कार्बन जमा करण्याची प्रतिक्रिया CO प्रतिक्रिया समन्वय पुनर्संचयित करण्यासाठी तापमान नियंत्रण अत्यंत महत्वाचे आहे.
हे काम CO2 द्वारे नॅनो-ग्रेफाइट उत्पादने तयार करण्यासाठी एक नवीन पद्धत प्रदान करतात, जी हरितगृह वायूंच्या द्रावणासाठी आणि ग्राफीन तयार करण्यासाठी खूप महत्त्वाची आहे.

३. सारांश आणि दृष्टिकोन
नवीन ऊर्जा उद्योगाच्या जलद विकासामुळे, नैसर्गिक ग्रेफाइट सध्याची मागणी पूर्ण करू शकत नाही आणि कृत्रिम ग्रेफाइटमध्ये नैसर्गिक ग्रेफाइटपेक्षा चांगले भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म आहेत, म्हणून स्वस्त, कार्यक्षम आणि पर्यावरणास अनुकूल ग्रेफिटायझेशन हे दीर्घकालीन ध्येय आहे.
कॅथोडिक ध्रुवीकरण आणि इलेक्ट्रोकेमिकल निक्षेपणाच्या पद्धतीसह घन आणि वायूयुक्त कच्च्या मालामध्ये ग्राफिटायझेशन यशस्वीरित्या उच्च जोडलेल्या मूल्यासह ग्रेफाइट सामग्रीमधून बाहेर काढले गेले, ग्राफिटायझेशनच्या पारंपारिक पद्धतीच्या तुलनेत, इलेक्ट्रोकेमिकल पद्धत उच्च कार्यक्षमता, कमी ऊर्जा वापर, हिरव्या पर्यावरण संरक्षणाची आहे, एकाच वेळी निवडक सामग्रीद्वारे मर्यादित लहानसाठी, वेगवेगळ्या इलेक्ट्रोलिसिस परिस्थितीनुसार ग्रेफाइट संरचनेच्या वेगवेगळ्या आकारविज्ञानावर तयार केले जाऊ शकते,
हे सर्व प्रकारच्या आकारहीन कार्बन आणि हरितगृह वायूंना मौल्यवान नॅनो-संरचित ग्रेफाइट पदार्थांमध्ये रूपांतरित करण्याचा एक प्रभावी मार्ग प्रदान करते आणि त्याचा वापर करण्याची चांगली शक्यता आहे.
सध्या, हे तंत्रज्ञान बाल्यावस्थेत आहे. इलेक्ट्रोकेमिकल पद्धतीने ग्राफिटायझेशनवर फार कमी अभ्यास झाले आहेत आणि अजूनही अनेक अज्ञात प्रक्रिया आहेत. म्हणून, कच्च्या मालापासून सुरुवात करणे आणि विविध आकारहीन कार्बनवर एक व्यापक आणि पद्धतशीर अभ्यास करणे आवश्यक आहे आणि त्याच वेळी ग्रेफाइट रूपांतरणाचे थर्मोडायनामिक्स आणि गतिशीलता अधिक खोलवर एक्सप्लोर करणे आवश्यक आहे.
ग्रेफाइट उद्योगाच्या भविष्यातील विकासासाठी याचे दूरगामी महत्त्व आहे.