हाल के वर्षों में, नई ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के तेजी से विकास के साथ, निकेल-आधारित इलेक्ट्रोड सामग्री उनके उत्कृष्ट विद्युत रासायनिक गुणों के कारण एक शोध हॉटस्पॉट बन गई है। यह लेख कई वैज्ञानिक अनुसंधान परिणामों को सारांशित करता है और अनुशंसित निकल इलेक्ट्रोड सामग्री और विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों में उनके लाभों को छाँटता है।
I. निकेल-हाइड्रोजन बैटरी: उच्च-स्थिरता-टाइप निकेल हाइड्रॉक्साइड इलेक्ट्रोड
हार्बिन इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी टीम द्वारा विकसित -एनआई (ओएच) ₂ इलेक्ट्रोड सामग्री (लगभग 1.3 की इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण संख्या) महत्वपूर्ण लाभ दिखाती है। पारंपरिक -एनआई (ओएच) ₂ के साथ तुलना में, इसमें बेहतर यांत्रिक गुण, अधिक सकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता, उच्च चार्जिंग दक्षता, और इंटरफेसियल चार्ज ट्रांसफर प्रतिबाधा में लगभग 30%की कमी होती है। इसके अलावा, -ni (OH) ₂ सक्रिय सामग्री में निकल सामग्री को 30%तक कम कर सकता है, जिसमें पर्यावरण संरक्षण और आर्थिक मूल्य दोनों हैं। अध्ययन में यह भी पाया गया कि सामग्री की स्टैकिंग गलती दर डिस्चार्ज क्षमता से निकटता से संबंधित है। उच्च-क्षमता (270mAh/g) सामग्री की स्टैकिंग फॉल्ट दर 14.9%है, जो इलेक्ट्रोड डिजाइन के अनुकूलन के लिए एक नया विचार प्रदान करती है।
Ii। सुपरकैपेसिटर: निकेल ऑक्साइड/कार्बन नैनोट्यूब कम्पोजिट इलेक्ट्रोड
निकेल ऑक्साइड (NIO) और कार्बन नैनोट्यूब (CNT) की समग्र सामग्री का ऊर्जा भंडारण के क्षेत्र में उत्कृष्ट प्रदर्शन है। सोल-जेल विधि और इलेक्ट्रोकेमिकल बयान द्वारा तैयार NIO/CNT समग्र इलेक्ट्रोड में 160F/g तक की एक विशिष्ट समाई है, और दोनों में डबल-लेयर कैपेसिटेंस और स्यूडोकैपैसिटेंस विशेषताएं हैं। 250 डिग्री पर NIO सिंगल इलेक्ट्रोड हीट-ट्रीटेड की विशिष्ट क्षमता 240F/g तक पहुंचती है, जो पारंपरिक सक्रिय कार्बन सामग्री से बेहतर है, और कार्बन नैनोट्यूब की शुरूआत प्रतिबाधा को कम करती है और कामकाजी संभावित खिड़की को व्यापक बनाती है। हाइड्रोथर्मल विधि (जैसे कि खोखले निकल हाइड्रॉक्साइड माइक्रोसेफर्स और झरझरा निकल ऑक्साइड रॉड्स) द्वारा संश्लेषित नैनोस्ट्रक्चर निकेल-आधारित सामग्री में 1000f/g से अधिक की विशिष्ट समाई और उत्कृष्ट चक्र स्थिरता होती है, जो नई ऊर्जा वाहन ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए उपयुक्त हैं।
Iii। जस्ता-निकेल बैटरी: उच्च घनत्व निकेल इलेक्ट्रोड प्रौद्योगिकी
हरे रंग की द्वितीयक बैटरी के रूप में, जिंक-निकेल बैटरी की निकल इलेक्ट्रोड तकनीक में सुधार जारी है। अध्ययनों से पता चला है कि उच्च घनत्व गोलाकार -NI (OH) odes इलेक्ट्रोड को विस्तार की समस्याओं को दबाने के लिए उच्च इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण संख्या सक्रिय सामग्री को संश्लेषित करने की आवश्यकता है। इसके अलावा, जिंक ऑक्साइड नैनोटेक्नोलॉजी (जैसे कि रॉड के आकार का और गोलाकार नैनो जस्ता ऑक्साइड) 630mAh/g की एक विशिष्ट क्षमता के साथ जिंक इलेक्ट्रोड की चक्र स्थिरता में काफी सुधार करता है, जो जस्ता-निकेल बैटरी के औद्योगिकीकरण को बढ़ावा देने की उम्मीद है।
Iv। हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया: निकेल-आधारित मिश्र और झरझरा संरचना इलेक्ट्रोड
पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा हाइड्रोजन उत्पादन के क्षेत्र में, निकेल-आधारित मिश्र (जैसे कि नी-एस, नी-एसएन) और झरझरा निकल इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोडपोजिशन द्वारा तैयार किए जाते हैं, जिसमें कम हाइड्रोजन विकास ओवरपोटेंशियल और उच्च उत्प्रेरक गतिविधि दिखाई जाती है। फोमेड निकेल-आधारित कीमती धातु ऑक्साइड इलेक्ट्रोड आगे सतह क्षेत्र और उत्प्रेरक दक्षता में सुधार करते हैं, जो स्वच्छ ऊर्जा के विकास के लिए एक नया समाधान प्रदान करता है।
वी। फ्रंटियर एक्सप्लोरेशन: बाइमेटैलिक यौगिक और दुर्लभ पृथ्वी मैग्नीशियम निकल-आधारित सामग्री
निकेल-कोबाल्ट बाइमेटैलिक हाइड्रॉक्साइड्स, सल्फाइड्स और सेलेनाइड्स के स्यूडोकैपैसेटिव गुण मोनोमेटेलिक यौगिकों की तुलना में काफी बेहतर हैं, और विशिष्ट क्षमता और चक्र जीवन में बहुत सुधार हुआ है। दुर्लभ पृथ्वी-मैग्नेसियम-निकेल-आधारित हाइड्रोजन स्टोरेज मिश्र धातु (जैसे कि AB,, A₂B₇ प्रकार) अपनी उच्च डिस्चार्ज क्षमता और दर प्रदर्शन के कारण निकल-हाइड्रोजन बैटरी नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की नई पीढ़ी का अनुसंधान ध्यान केंद्रित कर गया है।
निष्कर्ष
निकल-आधारित इलेक्ट्रोड सामग्री का विविध विकास ऊर्जा भंडारण और ऊर्जा रूपांतरण प्रौद्योगिकियों के नवाचार को बढ़ावा दे रहा है। उच्च-स्थिरता -नी (ओएच) ₂ से उच्च-प्रदर्शन एनआईओ/सीएनटी कंपोजिट से लेकर जस्ता-निकेल बैटरी ऑप्टिमाइज़ेशन से लेकर हाइड्रोजन इवोल्यूशन कैटेलिटिक अनुप्रयोगों तक, इन उपलब्धियों ने नई ऊर्जा उपकरणों की उच्च दक्षता और हरीपन के लिए एक वैज्ञानिक आधार निर्धारित किया है। भविष्य में, नैनोस्ट्रक्चर विनियमन और समग्र प्रौद्योगिकी की प्रगति निकेल-आधारित सामग्रियों की क्षमता को और बढ़ाएगी और "दोहरी कार्बन" लक्ष्य को प्राप्त करने में मदद करेगी।
