ສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດຂອງແປ້ງເອເລັກໂຕຣດ, ແນວໂນ້ມ, ຍຸດທະສາດທຸລະກິດ ແລະ ການຄາດຄະເນເຖິງປີ 2027

ກຣາໄຟທ໌ແບ່ງອອກເປັນກຣາໄຟທ໌ທຽມ ແລະ ກຣາໄຟທ໌ທຳມະຊາດ, ເຊິ່ງມີຄັງສຳຮອງທີ່ພິສູດແລ້ວຂອງໂລກປະມານ 2 ຕື້ໂຕນ.
ກຣາໄຟທ໌ທຽມໄດ້ມາຈາກການເນົ່າເປື່ອຍ ແລະ ການປິ່ນປົວດ້ວຍຄວາມຮ້ອນຂອງວັດສະດຸທີ່ມີຄາບອນພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນປົກກະຕິ. ການຫັນປ່ຽນນີ້ຕ້ອງການອຸນຫະພູມ ແລະ ພະລັງງານທີ່ສູງພໍເປັນແຮງຂັບເຄື່ອນ, ແລະ ໂຄງສ້າງທີ່ບໍ່ເປັນລະບຽບຈະຖືກປ່ຽນເປັນໂຄງສ້າງຜລຶກກຣາໄຟທ໌ທີ່ເປັນລະບຽບ.
ການສ້າງກຣາຟໃນຄວາມໝາຍກວ້າງທີ່ສຸດຂອງວັດສະດຸຄາບອນໂດຍຜ່ານການຈັດລຽງອະຕອມຄາບອນດ້ວຍຄວາມຮ້ອນທີ່ອຸນຫະພູມສູງສູງກວ່າ 2000 ℃, ແນວໃດກໍ່ຕາມວັດສະດຸຄາບອນບາງຊະນິດໃນອຸນຫະພູມສູງສູງກວ່າ 3000 ℃, ວັດສະດຸຄາບອນປະເພດນີ້ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມ "ຖ່ານແຂງ", ສຳລັບວັດສະດຸຄາບອນທີ່ສ້າງກຣາຟໄດ້ງ່າຍ, ວິທີການສ້າງກຣາຟແບບດັ້ງເດີມປະກອບມີວິທີການອຸນຫະພູມສູງແລະຄວາມກົດດັນສູງ, ການສ້າງກຣາຟດ້ວຍຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາ, ວິທີການຝາກໄອນ້ຳເຄມີ, ແລະອື່ນໆ.

ການເຮັດໃຫ້ເປັນກຣາຟເປັນວິທີທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນການນໍາໃຊ້ວັດສະດຸຄາບອນທີ່ມີມູນຄ່າເພີ່ມສູງ. ຫຼັງຈາກການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງກວ້າງຂວາງ ແລະ ເລິກເຊິ່ງໂດຍນັກວິຊາການ, ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວມັນໄດ້ກາຍເປັນທີ່ສົມບູນແລ້ວ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມີປັດໄຈທີ່ບໍ່ເອື້ອອຳນວຍບາງຢ່າງທີ່ຈຳກັດການນໍາໃຊ້ການເຮັດໃຫ້ເປັນກຣາຟແບບດັ້ງເດີມໃນອຸດສາຫະກໍາ, ສະນັ້ນມັນຈຶ່ງເປັນທ່າອ່ຽງທີ່ຫຼີກລ່ຽງບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະຄົ້ນຫາວິທີການເຮັດໃຫ້ເປັນກຣາຟແບບໃໝ່.

ວິທີການ electrolysis ເກືອລະລາຍນັບຕັ້ງແຕ່ສະຕະວັດທີ 19 ແມ່ນຫຼາຍກວ່າໜຶ່ງສະຕະວັດຂອງການພັດທະນາ, ທິດສະດີພື້ນຖານ ແລະ ວິທີການໃໝ່ຂອງມັນມີນະວັດຕະກໍາ ແລະ ການພັດທະນາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ປະຈຸບັນບໍ່ໄດ້ຈໍາກັດຢູ່ໃນອຸດສາຫະກໍາໂລຫະພື້ນເມືອງອີກຕໍ່ໄປ, ໃນຕົ້ນສະຕະວັດທີ 21, ໂລຫະໃນລະບົບເກືອລະລາຍແມ່ນການກະກຽມການຫຼຸດຜ່ອນ electrolytic ຂອງອົກໄຊແຂງຂອງໂລຫະທາດໄດ້ກາຍເປັນຈຸດສຸມໃນການເຄື່ອນໄຫວຫຼາຍຂຶ້ນ,
ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້, ວິທີການໃໝ່ສຳລັບການກະກຽມວັດສະດຸແກຣໄຟທ໌ໂດຍການແຍກເກືອທີ່ລະລາຍດ້ວຍໄຟຟ້າໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຫຼາຍ.

ໂດຍວິທີການໂພລາໄລເຊຊັນແບບກາໂຕດ ແລະ ການວາງຂົ້ວໄຟຟ້າ, ວັດຖຸດິບຄາບອນສອງຮູບແບບທີ່ແຕກຕ່າງກັນຈະຖືກປ່ຽນເປັນວັດສະດຸນາໂນ-ກຣາໄຟທີ່ມີມູນຄ່າເພີ່ມສູງ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບເຕັກໂນໂລຊີການແຍກກຣາໄຟແບບດັ້ງເດີມ, ວິທີການແຍກກຣາໄຟແບບໃໝ່ມີຂໍ້ດີຄືອຸນຫະພູມການແຍກກຣາໄຟຕ່ຳ ແລະ ຮູບຮ່າງທີ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້.

ເອກະສານສະບັບນີ້ທົບທວນຄວາມຄືບໜ້າຂອງການແຍກກຣາບໂດຍວິທີການໄຟຟ້າເຄມີ, ແນະນຳເຕັກໂນໂລຊີໃໝ່ນີ້, ວິເຄາະຂໍ້ດີ ແລະ ຂໍ້ເສຍຂອງມັນ, ແລະ ຄາດຄະເນແນວໂນ້ມການພັດທະນາໃນອະນາຄົດຂອງມັນ.

ຫນ້າທໍາອິດ, ວິທີການໂພລາໄລເຊຊັນແຄໂທດໄຟຟ້າເກືອ molten

1.1 ວັດຖຸດິບ
ໃນປະຈຸບັນ, ວັດຖຸດິບຫຼັກຂອງແກຣໄຟທ໌ທຽມແມ່ນໂຄກເຂັມ ແລະ ໂຄກ pitch ທີ່ມີລະດັບການເກີດກຣາຟິດສູງ, ຄື ໂດຍການເອົານ້ຳມັນ ແລະ ນ້ຳມັນຖ່ານຫີນເປັນວັດຖຸດິບມາຜະລິດເປັນວັດສະດຸຄາບອນທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ, ມີຮູພຸນຕ່ຳ, ຊູນຟູຣິກຕ່ຳ, ປະລິມານຂີ້ເທົ່າຕ່ຳ ແລະ ຂໍ້ດີຂອງການເກີດກຣາຟິດ, ຫຼັງຈາກການກະກຽມເປັນແກຣໄຟທ໌ແລ້ວມັນມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ຜົນກະທົບທີ່ດີ, ມີຄວາມແຂງແຮງທາງກົນຈັກສູງ, ຄວາມຕ້ານທານຕ່ຳ.
ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄັງສຳຮອງນ້ຳມັນທີ່ຈຳກັດ ແລະ ລາຄານ້ຳມັນທີ່ຜັນຜວນໄດ້ຈຳກັດການພັດທະນາຂອງມັນ, ສະນັ້ນການຊອກຫາວັດຖຸດິບໃໝ່ຈຶ່ງກາຍເປັນບັນຫາຮີບດ່ວນທີ່ຕ້ອງໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂ.
ວິທີການສ້າງກຣາຟແບບດັ້ງເດີມມີຂໍ້ຈຳກັດ, ແລະວິທີການສ້າງກຣາຟທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃຊ້ວັດຖຸດິບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ສຳລັບຄາບອນທີ່ບໍ່ມີກາຟ, ວິທີການແບບດັ້ງເດີມຍາກທີ່ຈະສ້າງກຣາຟໄດ້, ໃນຂະນະທີ່ສູດໄຟຟ້າເຄມີຂອງການແຍກເກືອທີ່ລະລາຍດ້ວຍໄຟຟ້າທຳລາຍຂໍ້ຈຳກັດຂອງວັດຖຸດິບ, ແລະເໝາະສົມກັບວັດສະດຸຄາບອນແບບດັ້ງເດີມເກືອບທັງໝົດ.

ວັດສະດຸຄາບອນແບບດັ້ງເດີມປະກອບມີຄາບອນດຳ, ຖ່ານຫີນທີ່ກະຕຸ້ນແລ້ວ, ຖ່ານຫີນ, ແລະອື່ນໆ, ໃນນັ້ນຖ່ານຫີນແມ່ນວັດສະດຸທີ່ມີທ່າແຮງຫຼາຍທີ່ສຸດ. ນໍ້າໝຶກທີ່ເຮັດຈາກຖ່ານຫີນແມ່ນໃຊ້ຖ່ານຫີນເປັນສານຕັ້ງຕົ້ນ ແລະ ຖືກກະກຽມເປັນຜະລິດຕະພັນແກຣໄຟທີ່ອຸນຫະພູມສູງຫຼັງຈາກການປຸງແຕ່ງລ່ວງໜ້າ.
ບໍ່ດົນມານີ້, ເອກະສານນີ້ໄດ້ສະເໜີວິທີການໄຟຟ້າເຄມີແບບໃໝ່, ເຊັ່ນ Peng, ໂດຍການແຍກເກືອທີ່ລະລາຍດ້ວຍໄຟຟ້າບໍ່ໜ້າຈະເຮັດໃຫ້ເກີດກາກບອນດຳທີ່ກາຍເປັນຜລຶກສູງຂອງ graphite, ການແຍກຕົວຢ່າງ graphite ທີ່ມີຊິບ graphite nanometer ຮູບຮ່າງກີບດອກມີພື້ນທີ່ຜິວສະເພາະສູງ, ເມື່ອນຳໃຊ້ສຳລັບແບັດເຕີຣີ lithium cathode ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບທາງໄຟຟ້າເຄມີທີ່ດີເລີດກ່ວາ graphite ທຳມະຊາດ.
Zhu ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານໄດ້ເອົາຖ່ານຫີນທີ່ມີຄຸນນະພາບຕ່ຳທີ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວແລ້ວລົງໃນລະບົບເກືອ CaCl2 ທີ່ລະລາຍແລ້ວສຳລັບການແຍກດ້ວຍໄຟຟ້າທີ່ອຸນຫະພູມ 950 ℃, ແລະ ໄດ້ປ່ຽນຖ່ານຫີນທີ່ມີຄຸນນະພາບຕ່ຳໃຫ້ກາຍເປັນແກຣໄຟທ໌ທີ່ມີຄວາມເປັນຜລຶກສູງ, ເຊິ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງປະສິດທິພາບດ້ານອັດຕາທີ່ດີ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານເມື່ອໃຊ້ເປັນຂົ້ວບວກຂອງແບັດເຕີຣີລີທຽມໄອອອນ.
ການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະປ່ຽນວັດສະດຸຄາບອນແບບດັ້ງເດີມປະເພດຕ່າງໆໃຫ້ກາຍເປັນແກຣໄຟຣ໌ໂດຍການແຍກເກືອທີ່ລະລາຍດ້ວຍໄຟຟ້າ, ເຊິ່ງເປີດທາງໃໝ່ໃຫ້ກັບແກຣໄຟຣ໌ສັງເຄາະໃນອະນາຄົດ.
1.2 ກົນໄກຂອງ
ວິທີການເອເລັກໂຕຣລິຊິດເກືອທີ່ລະລາຍໃຊ້ວັດສະດຸຄາບອນເປັນແຄໂທດ ແລະ ປ່ຽນມັນເປັນແກຣໄຟທ໌ທີ່ມີຄວາມເປັນຜລຶກສູງໂດຍວິທີການໂພລາໄລເຊຊັນແຄໂທດ. ໃນປະຈຸບັນ, ເອກະສານທີ່ມີຢູ່ແລ້ວໄດ້ກ່າວເຖິງການກຳຈັດອົກຊີເຈນ ແລະ ການຈັດລຽງຕົວຂອງອະຕອມຄາບອນໃນໄລຍະຍາວໃນຂະບວນການປ່ຽນທີ່ມີທ່າແຮງຂອງໂພລາໄລເຊຊັນແຄໂທດ.
ການມີອົກຊີເຈນຢູ່ໃນວັດສະດຸຄາບອນຈະກີດຂວາງການສ້າງກຣາຟິດໃນລະດັບໜຶ່ງ. ໃນຂະບວນການສ້າງກຣາຟິດແບບດັ້ງເດີມ, ອົກຊີເຈນຈະຖືກກຳຈັດອອກຊ້າໆເມື່ອອຸນຫະພູມສູງກວ່າ 1600K. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນສະດວກທີ່ສຸດທີ່ຈະ deoxidize ຜ່ານການຂົ້ວກາໂຕດ.

ໃນການທົດລອງເປັນຄັ້ງທຳອິດ, Peng ແລະ ອື່ນໆ ໄດ້ນຳສະເໜີກົນໄກທ່າແຮງຂອງໂພລາໄລເຊຊັນກາໂຕດດ້ວຍໄຟຟ້າຂອງເກືອທີ່ລະລາຍ, ຄືການສ້າງກຣາຟິທີເຊຊັນ. ການເລີ່ມຕົ້ນແມ່ນການວາງຈຸລະພາກຄາບອນແຂງ/ອິນເຕີເຟດຂອງເອເລັກໂຕຣໄລ, ຈຸລະພາກຄາບອນທຳອິດຈະປະກອບເປັນເປືອກກຣາຟິທີທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງດຽວກັນ, ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນອະຕອມຄາບອນທີ່ບໍ່ມີນ້ຳຈະແຜ່ລາມໄປສູ່ເກັດກຣາຟິທີຊັ້ນນອກທີ່ໝັ້ນຄົງກວ່າ, ຈົນກວ່າຈະສ້າງກຣາຟິທີເຊຊັນຢ່າງສົມບູນ.
ຂະບວນການສ້າງກຣາຟແມ່ນມາພ້ອມກັບການກຳຈັດອົກຊີເຈນ, ເຊິ່ງຍັງໄດ້ຮັບການຢືນຢັນຈາກການທົດລອງ.
Jin ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານຍັງໄດ້ພິສູດທັດສະນະນີ້ຜ່ານການທົດລອງ. ຫຼັງຈາກການເຜົາຜານນ້ຳຕານໃນນ້ຳຕານ, ການສ້າງກຣາຟິຕ (ມີອົກຊີເຈນ 17%) ໄດ້ຖືກປະຕິບັດ. ຫຼັງຈາກການເຜົາຜານ, ກ້ອນຄາບອນແຂງເດີມ (ຮູບທີ 1a ແລະ 1c) ໄດ້ສ້າງເປັນເປືອກທີ່ມີຮູພຸນປະກອບດ້ວຍແຜ່ນນາໂນແກຣໄຟ (ຮູບທີ 1b ແລະ 1d).
ໂດຍການແຍກເສັ້ນໄຍຄາບອນດ້ວຍໄຟຟ້າ (ອົກຊີເຈນ 16%), ເສັ້ນໄຍຄາບອນອາດຈະຖືກປ່ຽນເປັນທໍ່ແກຣໄຟທ໌ຫຼັງຈາກການເຮັດກຣາໄຟທ໌ຕາມກົນໄກການປ່ຽນແປງທີ່ຄາດຄະເນໄວ້ໃນເອກະສານ

ເຊື່ອກັນວ່າ, ການເຄື່ອນໄຫວໄລຍະທາງໄກແມ່ນຢູ່ພາຍໃຕ້ການຂົ້ວກາໂຕດຂອງອະຕອມຄາບອນ, ແກຣໄຟທ໌ທີ່ສູງໄປເປັນຄາບອນທີ່ບໍ່ມີຮູບຮ່າງຕ້ອງຖືກປະມວນຜົນ, ແກຣໄຟທ໌ສັງເຄາະຮູບຮ່າງກີບດອກທີ່ເປັນເອກະລັກໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກອະຕອມອົກຊີເຈນ, ແຕ່ວິທີການສະເພາະທີ່ຈະມີອິດທິພົນຕໍ່ໂຄງສ້າງແກຣໄຟທ໌ນາໂນແມັດແມ່ນບໍ່ຊັດເຈນ, ເຊັ່ນອົກຊີເຈນຈາກໂຄງກະດູກຄາບອນຫຼັງຈາກປະຕິກິລິຍາກາໂຕດ, ແລະອື່ນໆ.
ໃນປະຈຸບັນ, ການຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບກົນໄກດັ່ງກ່າວຍັງຢູ່ໃນໄລຍະເລີ່ມຕົ້ນ, ແລະ ຈຳເປັນຕ້ອງມີການຄົ້ນຄວ້າຕື່ມອີກ.

1.3 ລັກສະນະທາງສະລີລະວິທະຍາຂອງແກຣໄຟຕ໌ສັງເຄາະ
SEM ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສັງເກດຮູບຮ່າງພື້ນຜິວກ້ອງຈຸລະທັດຂອງແກຣໄຟ, TEM ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສັງເກດຮູບຮ່າງໂຄງສ້າງທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍກວ່າ 0.2 μm, XRD ແລະ Raman spectroscopy ແມ່ນວິທີການທີ່ນິຍົມໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດເພື່ອອະທິບາຍລັກສະນະຂອງໂຄງສ້າງຈຸລະພາກຂອງແກຣໄຟ, XRD ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອອະທິບາຍຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຜລຶກຂອງແກຣໄຟ, ແລະ Raman spectroscopy ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອອະທິບາຍຂໍ້ບົກພ່ອງ ແລະ ລະດັບລໍາດັບຂອງແກຣໄຟ.

ມີຮູຂຸມຂົນຫຼາຍຮູຢູ່ໃນແກຣໄຟທີ່ກະກຽມໂດຍການຂົ້ວແຄໂທດຂອງການເອເລັກໂຕຣໄລຊິດເກືອທີ່ລະລາຍ. ສຳລັບວັດຖຸດິບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊັ່ນ: ການເອເລັກໂຕຣໄລຊິດຄາບອນດຳ, ໂຄງສ້າງນາໂນທີ່ມີຮູຂຸມຂົນຄ້າຍຄືກີບດອກແມ່ນໄດ້ຮັບ. ການວິເຄາະສະເປກຕຣຳ XRD ແລະ Raman ແມ່ນປະຕິບັດໃສ່ຄາບອນດຳຫຼັງຈາກການເອເລັກໂຕຣໄລຊິດ.
ທີ່ 827 ℃, ຫຼັງຈາກໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວດ້ວຍແຮງດັນ 2.6V ເປັນເວລາ 1 ຊົ່ວໂມງ, ຮູບພາບສະເປກຕຣຳ Raman ຂອງກາກບອນດຳເກືອບຄືກັນກັບກາກບອນທາງການຄ້າ. ຫຼັງຈາກກາກບອນດຳໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວດ້ວຍອຸນຫະພູມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ຈຸດສູງສຸດຂອງລັກສະນະຂອງກາກບອນທີ່ຄົມຊັດ (002). ຈຸດສູງສຸດຂອງການຫັກເຫ (002) ສະແດງເຖິງລະດັບການວາງທິດທາງຂອງຊັ້ນກາກບອນອາໂຣມາຕິກໃນກາກບອນ.
ຊັ້ນຄາບອນທີ່ຄົມຊັດເທົ່າໃດ, ມັນກໍ່ຈະມີທິດທາງຫຼາຍຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ.

ທ່ານ Zhu ໄດ້ໃຊ້ຖ່ານຫີນຊັ້ນຕ່ຳທີ່ບໍລິສຸດເປັນແຄໂທດໃນການທົດລອງ, ແລະໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂອງຜະລິດຕະພັນທີ່ມີກຣາໄຟໄດ້ຖືກປ່ຽນຈາກໂຄງສ້າງກຣາໄຟທີ່ເປັນເມັດເປັນກຣາໄຟຂະໜາດໃຫຍ່, ແລະຊັ້ນກຣາໄຟທີ່ແໜ້ນໜາກໍ່ໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນພາຍໃຕ້ກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນສົ່ງຜ່ານຄວາມໄວສູງ.
ໃນສະເປກຕຣຳຣາມັນ, ດ້ວຍການປ່ຽນແປງຂອງເງື່ອນໄຂການທົດລອງ, ຄ່າ ID/Ig ກໍ່ປ່ຽນແປງເຊັ່ນກັນ. ເມື່ອອຸນຫະພູມເອເລັກໂຕຣໄລຕິກແມ່ນ 950 ℃, ເວລາເອເລັກໂຕຣໄລຕິກແມ່ນ 6 ຊົ່ວໂມງ, ແລະແຮງດັນເອເລັກໂຕຣໄລຕິກແມ່ນ 2.6V, ຄ່າ ID/Ig ຕໍ່າສຸດແມ່ນ 0.3, ແລະຈຸດສູງສຸດ D ຕ່ຳກວ່າຈຸດສູງສຸດ G ຫຼາຍ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ຮູບລັກສະນະຂອງຈຸດສູງສຸດ 2D ຍັງເປັນຕົວແທນຂອງການສ້າງໂຄງສ້າງແກຣໄຟທີ່ມີລະບຽບສູງ.
ຈຸດສູງສຸດຂອງການຫັກເຫຂອງແສງ (002) ໃນຮູບພາບ XRD ຍັງຢືນຢັນການປ່ຽນຖ່ານຫີນຊັ້ນຕ່ຳໃຫ້ເປັນຫີນແກຣໄຟທີ່ມີຄວາມເປັນຜລຶກສູງທີ່ປະສົບຜົນສຳເລັດ.

ໃນຂະບວນການສ້າງກຣາຟິດ, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມ ແລະ ແຮງດັນຈະມີບົດບາດສຳຄັນໃນການສົ່ງເສີມ, ແຕ່ແຮງດັນສູງເກີນໄປຈະເຮັດໃຫ້ຜົນຜະລິດຂອງແກຣໄຟຫຼຸດລົງ, ແລະ ອຸນຫະພູມສູງເກີນໄປ ຫຼື ເວລາສ້າງກຣາຟິດດົນເກີນໄປຈະນຳໄປສູ່ການສູນເສຍຊັບພະຍາກອນ, ສະນັ້ນ ສຳລັບວັດສະດຸຄາບອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ມັນເປັນສິ່ງສຳຄັນໂດຍສະເພາະທີ່ຈະຕ້ອງຄົ້ນຫາເງື່ອນໄຂເອເລັກໂຕຼໄລຕິກທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດ, ເຊິ່ງເປັນຈຸດສຸມ ແລະ ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກ.
ໂຄງສ້າງນາໂນເກັດຄ້າຍຄືກີບດອກນີ້ມີຄຸນສົມບັດທາງເອເລັກໂຕຣເຄມີທີ່ດີເລີດ. ຮູຂຸມຂົນຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍຊ່ວຍໃຫ້ໄອອອນສາມາດແຊກ/ຝັງຕົວໄດ້ໄວ, ເຊິ່ງສະໜອງວັດສະດຸແຄໂທດທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງສຳລັບແບັດເຕີຣີ, ແລະອື່ນໆ. ດັ່ງນັ້ນ, ວິທີການເອເລັກໂຕຣເຄມີແບບກຣາຟິຕີເຊຊັນຈຶ່ງເປັນວິທີການກຣາຟິຕີເຊຊັນທີ່ມີທ່າແຮງຫຼາຍ.

ວິທີການວາງຂົ້ວໄຟຟ້າເກືອລະລາຍ

2.1 ການຕົກตะกอนດ້ວຍໄຟຟ້າຂອງຄາບອນໄດອອກໄຊດ໌
ໃນຖານະທີ່ເປັນອາຍແກັສເຮືອນແກ້ວທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດ, CO2 ຍັງເປັນຊັບພະຍາກອນທົດແທນທີ່ບໍ່ເປັນພິດ, ບໍ່ເປັນອັນຕະລາຍ, ລາຄາຖືກ ແລະ ຫາໄດ້ງ່າຍ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄາບອນໃນ CO2 ແມ່ນຢູ່ໃນສະຖານະການຜຸພັງສູງສຸດ, ດັ່ງນັ້ນ CO2 ຈຶ່ງມີຄວາມໝັ້ນຄົງທາງເທີໂມໄດນາມິກສູງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະນຳມາໃຊ້ຄືນ.
ການຄົ້ນຄວ້າທີ່ເກົ່າແກ່ທີ່ສຸດກ່ຽວກັບການວາງຂົ້ວໄຟຟ້າ CO2 ສາມາດຕິດຕາມກັບໄປເຖິງຊຸມປີ 1960. Ingram ແລະ ທີມງານ ໄດ້ກະກຽມຄາບອນໃນຂົ້ວໄຟຟ້າຄຳຢ່າງສຳເລັດຜົນໃນລະບົບເກືອທີ່ລະລາຍຂອງ Li2CO3-Na2CO3-K2CO3.

Van ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານໄດ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຜົງຄາບອນທີ່ໄດ້ຮັບໃນທ່າແຮງການຫຼຸດຜ່ອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນມີໂຄງສ້າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ລວມທັງ graphite, carbon amorphous ແລະ carbon nanofibers.
ໂດຍການໃຊ້ເກືອທີ່ລະລາຍເພື່ອດັກຈັບ CO2 ແລະວິທີການກະກຽມວັດສະດຸຄາບອນໃຫ້ສຳເລັດ, ຫຼັງຈາກໄລຍະເວລາດົນນານຂອງການຄົ້ນຄວ້ານັກວິຊາການໄດ້ສຸມໃສ່ກົນໄກການສ້າງການຕົກຕະກອນຄາບອນ ແລະຜົນກະທົບຂອງເງື່ອນໄຂການເອເລັກໂຕຣໄລຊິດຕໍ່ຜະລິດຕະພັນສຸດທ້າຍ, ເຊິ່ງລວມມີອຸນຫະພູມເອເລັກໂຕຣໄລຊິດ, ແຮງດັນເອເລັກໂຕຣໄລຊິດ ແລະສ່ວນປະກອບຂອງເກືອທີ່ລະລາຍ ແລະເອເລັກໂຕຣດ, ແລະອື່ນໆ, ການກະກຽມວັດສະດຸແກຣໄຟທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງສຳລັບການເອເລັກໂຕຣໄລຊິດຂອງ CO2 ໄດ້ວາງພື້ນຖານທີ່ແຂງແກ່ນ.

ໂດຍການປ່ຽນແປງເອເລັກໂຕຣໄລຕ໌ ແລະ ການນຳໃຊ້ລະບົບເກືອລະລາຍທີ່ອີງໃສ່ CaCl2 ທີ່ມີປະສິດທິພາບການດັກຈັບ CO2 ທີ່ສູງຂຶ້ນ, Hu ແລະ ທີມງານ ໄດ້ກະກຽມກຣາຟີນທີ່ມີລະດັບການເກີດກຣາຟິເຕຊັນສູງຂຶ້ນ ແລະ ທໍ່ນາໂນຄາບອນ ແລະ ໂຄງສ້າງນາໂນກຣາຟີດອື່ນໆ ໂດຍການສຶກສາສະພາບການເອເລັກໂຕຣໄລຕິກ ເຊັ່ນ: ອຸນຫະພູມເອເລັກໂຕຣໄລຊິດ, ສ່ວນປະກອບຂອງເອເລັກໂຕຣດ ແລະ ສ່ວນປະກອບຂອງເກືອລະລາຍ.
ເມື່ອປຽບທຽບກັບລະບົບຄາບອນເນດ, CaCl2 ມີຂໍ້ດີຄືລາຄາຖືກ ແລະ ງ່າຍຕໍ່ການຫາ, ມີຄວາມສາມາດໃນການນຳໄຟຟ້າສູງ, ລະລາຍໃນນໍ້າໄດ້ງ່າຍ, ແລະ ມີຄວາມສາມາດໃນການລະລາຍຂອງໄອອອນອົກຊີເຈນສູງຂຶ້ນ, ເຊິ່ງສະໜອງເງື່ອນໄຂທາງທິດສະດີສຳລັບການປ່ຽນ CO2 ໄປເປັນຜະລິດຕະພັນແກຣໄຟທີ່ມີມູນຄ່າເພີ່ມສູງ.

2.2 ກົນໄກການຫັນປ່ຽນ
ການກະກຽມວັດສະດຸຄາບອນທີ່ມີມູນຄ່າເພີ່ມສູງໂດຍການໃຊ້ວິທີ electrodeposition ຂອງ CO2 ຈາກເກືອທີ່ລະລາຍສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີການດັກຈັບ CO2 ແລະການຫຼຸດຜ່ອນທາງອ້ອມ. ການດັກຈັບ CO2 ແມ່ນສຳເລັດໂດຍ O2- ອິດສະຫຼະໃນເກືອທີ່ລະລາຍ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນສົມຜົນ (1):
CO2+O2-→CO3 2- (1)
ໃນປະຈຸບັນ, ໄດ້ມີການສະເໜີກົນໄກປະຕິກິລິຍາການຫຼຸດຜ່ອນທາງອ້ອມສາມຢ່າງຄື: ປະຕິກິລິຍາຂັ້ນຕອນດຽວ, ປະຕິກິລິຍາສອງຂັ້ນຕອນ ແລະ ກົນໄກປະຕິກິລິຍາການຫຼຸດຜ່ອນໂລຫະ.
ກົນໄກປະຕິກິລິຍາຂັ້ນຕອນດຽວໄດ້ຖືກສະເໜີໂດຍ Ingram ເປັນຄັ້ງທຳອິດ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນສົມຜົນ (2):
CO3 2-+ 4E – →C+3O2- (2)
ກົນໄກປະຕິກິລິຍາສອງຂັ້ນຕອນໄດ້ຖືກສະເໜີໂດຍ Borucka ແລະ ຄະນະ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນສົມຜົນ (3-4):
CO3 2-+ 2E – → CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – →C+2O2- (4)
ກົນໄກຂອງປະຕິກິລິຍາການຫຼຸດຜ່ອນໂລຫະໄດ້ຖືກສະເໜີໂດຍ Deanhardt ແລະ ຄະນະ. ພວກເຂົາເຊື່ອວ່າໄອອອນໂລຫະຖືກຫຼຸດລົງເປັນໂລຫະໃນແຄໂທດກ່ອນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໂລຫະໄດ້ຖືກຫຼຸດລົງເປັນໄອອອນຄາບໍເນດ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນສົມຜົນ (5~6):
M- + E – → M (5)
4 ມ + M2CO3 – > C + 3 ມ2o (6)

ໃນປະຈຸບັນ, ກົນໄກປະຕິກິລິຍາຂັ້ນຕອນດຽວແມ່ນໄດ້ຮັບການຍອມຮັບໂດຍທົ່ວໄປໃນວັນນະຄະດີທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ.
Yin ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານໄດ້ສຶກສາລະບົບ Li-Na-K carbonate ທີ່ມີ nickel ເປັນ cathode, tin dioxide ເປັນ anode ແລະ ສາຍເງິນເປັນ electrode ອ້າງອີງ, ແລະ ໄດ້ຮັບຕົວເລກການທົດສອບ cyclic voltammetry ໃນຮູບທີ 2 (ອັດຕາການສະແກນ 100 mV/s) ທີ່ nickel cathode, ແລະ ພົບວ່າມີພຽງແຕ່ຈຸດສູງສຸດການຫຼຸດຜ່ອນດຽວ (ທີ່ -2.0V) ໃນການສະແກນລົບ.
ດັ່ງນັ້ນ, ສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າມີພຽງປະຕິກິລິຍາດຽວເທົ່ານັ້ນທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການຫຼຸດຜ່ອນຄາບອນເນດ.

Gao ແລະ ຄະນະ ໄດ້ຮັບ voltammetry ວົງວຽນດຽວກັນໃນລະບົບຄາບອນເນດດຽວກັນ.
Ge ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານໄດ້ໃຊ້ແອໂນດທີ່ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາ ແລະ ແຄໂທດທັງສະເຕນເພື່ອຈັບ CO2 ໃນລະບົບ LiCl-Li2CO3 ແລະ ໄດ້ຮັບຮູບພາບທີ່ຄ້າຍຄືກັນ, ແລະ ມີພຽງແຕ່ຈຸດສູງສຸດຂອງການຫຼຸດຜ່ອນຂອງການຕົກຕະກອນຄາບອນເທົ່ານັ້ນທີ່ປາກົດຢູ່ໃນການສະແກນທາງລົບ.
ໃນລະບົບເກືອໂລຫະທີ່ເປັນດ່າງ, ໂລຫະທີ່ເປັນດ່າງ ແລະ CO ຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນຂະນະທີ່ຄາບອນຖືກຝາກໄວ້ໂດຍແຄໂທດ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກເງື່ອນໄຂທາງເທີໂມໄດນາມິກຂອງປະຕິກິລິຍາການຝາກຄາບອນຕ່ຳກວ່າທີ່ອຸນຫະພູມຕ່ຳກວ່າ, ມີພຽງແຕ່ການຫຼຸດຜ່ອນຄາບອນເນດເປັນຄາບອນເທົ່ານັ້ນທີ່ສາມາດກວດພົບໄດ້ໃນການທົດລອງ.

2.3 ການດັກຈັບ CO2 ໂດຍເກືອທີ່ລະລາຍເພື່ອກະກຽມຜະລິດຕະພັນແກຣໄຟ
ວັດສະດຸນາໂນແກຣໄຟທ໌ທີ່ມີມູນຄ່າເພີ່ມສູງເຊັ່ນ: ກຣາຟີນ ແລະ ທໍ່ນາໂນຄາບອນສາມາດກະກຽມໄດ້ໂດຍການເອເລັກໂຕຣດໂພຊິຊັນຂອງ CO2 ຈາກເກືອທີ່ລະລາຍໂດຍການຄວບຄຸມເງື່ອນໄຂການທົດລອງ. Hu ແລະ ທີມງານໄດ້ໃຊ້ເຫຼັກສະແຕນເລດເປັນແຄໂທດໃນລະບົບເກືອທີ່ລະລາຍ CaCl2-NaCl-CaO ແລະ ເອເລັກໂຕຣໄລຊ໌ເປັນເວລາ 4 ຊົ່ວໂມງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງແຮງດັນຄົງທີ່ 2.6V ທີ່ອຸນຫະພູມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ຍ້ອນການເລັ່ງປະຕິກິລິຍາຂອງທາດເຫຼັກ ແລະ ຜົນກະທົບຂອງການລະເບີດຂອງ CO ລະຫວ່າງຊັ້ນແກຣໄຟ, ຈຶ່ງພົບກຣາຟີນຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງແຄໂທດ. ຂະບວນການກະກຽມກຣາຟີນໄດ້ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3.
ຮູບພາບ
ການສຶກສາຕໍ່ມາໄດ້ເພີ່ມ Li2SO4 ໂດຍອີງໃສ່ລະບົບເກືອທີ່ລະລາຍຂອງ CaCl2-NaClCaO, ອຸນຫະພູມ electrolysis ແມ່ນ 625 ℃, ຫຼັງຈາກ 4 ຊົ່ວໂມງຂອງ electrolysis, ໃນເວລາດຽວກັນໃນການວາງຄາໂຕດຂອງຄາບອນພົບ graphene ແລະ nanotubes ຄາບອນ, ການສຶກສາພົບວ່າ Li + ແລະ SO4 2- ນຳມາເຊິ່ງຜົນກະທົບໃນທາງບວກຕໍ່ການ graphiteization.
ຊູນຟູຣ໌ຍັງຖືກປະສົມປະສານເຂົ້າໃນຮ່າງກາຍຄາບອນຢ່າງສຳເລັດຜົນ, ແລະ ແຜ່ນແກຣໄຟທ໌ບາງໆ ແລະ ຄາບອນທີ່ມີເສັ້ນໃຍສາມາດໄດ້ຮັບໂດຍການຄວບຄຸມເງື່ອນໄຂທາງເອເລັກໂຕຼໄລຕິກ.

ອຸນຫະພູມສູງ ແລະ ຕ່ຳຂອງວັດສະດຸເຊັ່ນ: ເອເລັກໂຕຣໄລຕິກແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍ, ເມື່ອອຸນຫະພູມສູງກວ່າ 800 ℃ ຈະງ່າຍຕໍ່ການສ້າງ CO2 ແທນທີ່ຈະເປັນຄາບອນ, ເກືອບບໍ່ມີການສະສົມຄາບອນເມື່ອສູງກວ່າ 950 ℃, ສະນັ້ນການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍໃນການຜະລິດກຣາຟີນ ແລະ ທໍ່ນາໂນຄາບອນ, ແລະ ຟື້ນຟູຄວາມຕ້ອງການປະຕິກິລິຍາການສະສົມຄາບອນຂອງ CO2 ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າກາໂທດຈະສ້າງກຣາຟີນທີ່ໝັ້ນຄົງ.
ວຽກງານເຫຼົ່ານີ້ສະໜອງວິທີການໃໝ່ສຳລັບການກະກຽມຜະລິດຕະພັນນາໂນ-ກຣາຟີດໂດຍ CO2, ເຊິ່ງມີຄວາມໝາຍອັນໃຫຍ່ຫຼວງຕໍ່ການແກ້ໄຂອາຍແກັສເຮືອນແກ້ວ ແລະ ການກະກຽມກຣາຟີນ.

3. ສະຫຼຸບ ແລະ ທັດສະນະ
ດ້ວຍການພັດທະນາຢ່າງວ່ອງໄວຂອງອຸດສາຫະກຳພະລັງງານໃໝ່, ແກຣໄຟທ໌ທຳມະຊາດບໍ່ສາມາດຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການໃນປະຈຸບັນໄດ້, ແລະ ແກຣໄຟທ໌ທຽມມີຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີທີ່ດີກ່ວາແກຣໄຟທ໌ທຳມະຊາດ, ສະນັ້ນການເຮັດໃຫ້ກຣາໄຟທ໌ມີລາຄາຖືກ, ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມແມ່ນເປົ້າໝາຍໄລຍະຍາວ.
ວິທີການໄຟຟ້າເຄມີໃນການເຮັດໃຫ້ກຣາຟິດໃນວັດຖຸດິບແຂງ ແລະ ອາຍແກັສດ້ວຍວິທີການໂພລາໄລເຊຊັນກາໂຕດ ແລະ ການສະສົມໄຟຟ້າເຄມີໄດ້ປະສົບຜົນສຳເລັດໃນການເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸກຣາຟິດມີມູນຄ່າເພີ່ມສູງ, ເມື່ອທຽບກັບວິທີການແບບດັ້ງເດີມຂອງການເຮັດໃຫ້ກຣາຟິດ, ວິທີການໄຟຟ້າເຄມີມີປະສິດທິພາບສູງກວ່າ, ການໃຊ້ພະລັງງານຕ່ຳ, ການປົກປ້ອງສິ່ງແວດລ້ອມສີຂຽວ, ສຳລັບວັດສະດຸທີ່ເລືອກໄດ້ມີຈຳກັດ, ອີງຕາມເງື່ອນໄຂການເອເລັກໂຕຣໄລຊິສທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ສາມາດກະກຽມໂຄງສ້າງກຣາຟິດໄດ້ໃນຮູບຮ່າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ມັນໃຫ້ວິທີການທີ່ມີປະສິດທິພາບສໍາລັບກາກບອນທີ່ບໍ່ມີຮູບຮ່າງ ແລະ ອາຍພິດເຮືອນແກ້ວທຸກປະເພດທີ່ຈະປ່ຽນເປັນວັດສະດຸແກຣໄຟທີ່ມີໂຄງສ້າງນາໂນທີ່ມີຄຸນຄ່າ ແລະ ມີທ່າແຮງໃນການນໍາໃຊ້ທີ່ດີ.
ໃນປະຈຸບັນ, ເຕັກໂນໂລຊີນີ້ຍັງຢູ່ໃນໄລຍະເລີ່ມຕົ້ນ. ມີການສຶກສາໜ້ອຍກ່ຽວກັບການສ້າງກຣາຟໂດຍວິທີການໄຟຟ້າເຄມີ, ແລະຍັງມີຂະບວນການທີ່ບໍ່ສາມາດຮູ້ໄດ້ຫຼາຍຢ່າງ. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຈຳເປັນຕ້ອງເລີ່ມຕົ້ນຈາກວັດຖຸດິບ ແລະ ດຳເນີນການສຶກສາທີ່ຄົບຖ້ວນ ແລະ ເປັນລະບົບກ່ຽວກັບຄາບອນອະຮູບຮ່າງຕ່າງໆ, ແລະ ໃນເວລາດຽວກັນສຳຫຼວດເທີໂມໄດນາມິກ ແລະ ການເຄື່ອນໄຫວຂອງການປ່ຽນກຣາຟໃນລະດັບທີ່ເລິກເຊິ່ງກວ່າ.
ສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມໝາຍອັນກວ້າງຂວາງຕໍ່ການພັດທະນາອຸດສາຫະກຳແກຣໄຟໃນອະນາຄົດ.