กลไกทางเคมีไฟฟ้าของฟิล์ม V2O5 ในการเก็บไอออน Zn2+ ในระบบ แบตเตอรี่สังกะสี-ไอออน
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาลักษณะสัณฐานของผง V2O5 ที่ซื้อมาจากบริษัทซิกม่า-แอลด ริช (Sigma-Aldrich) ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบว่าอนุภาค V2O5 มีลักษณะเรียวยาว โดยมีความยาวประมาณ 1.05 ไมโครเมตร และความกว้างประมาณ 0.28 ไมโครเมตร ผลการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ของผง V2O5 บ่งชี้ว่าอนุภาค V2O5 มีโครงสร้างแบบออร์โทรอมบิก เมื่อทำการเคลือบผง V2O5 บนแผ่นนิกเกิลโฟมและทดสอบสมบัติทางเคมีไฟฟ้าด้วยกระบวนการไซคลิกโวล แทมเมตรีจะเกิดพีคออกซิเดชันและรีดักชันอย่างชัดเจน และค่าความจุไฟฟ้าจำเพาะ (Capacity) ของฟิล์ม V2O5 จากการอัดและคายประจุไฟฟ้ามีค่าประมาณ 47.86 mAh g-1 ที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 50 mA g -1 ผลการเปลี่ยนแปลง ปริมาณของธาตุบนฟิล์ม V2O5 ที่สถานะอัดและ สถานะคายประจุไฟฟ้า บ่งชี้ว่าที่สถานะอัด/สถานะคายประจุไฟฟ้าจะทำให้ไอออน Zn2+ เคลื่อนที่ ออกจาก/เคลื่อนที่เข้าใน ฟิล์ม V2O5 ตามลำดับ
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เอกสารอ้างอิง
Alfaruqi, M.H., Mathew, V., Song, J., Kim, S., Islam, S., Pham, D.T., Jo, J., Kim, S., Baboo, J.P., Xiu, Z., Lee, K.S., Sun, Y.K. and Kim, J. (2017). Electrochemical Zinc Interaction in Lithium Vanadium Oxide: A High-Capacity Zinc-Ion Battery Cathode. Chemistry of Materials 29(4): 1684–1694.
Ding, J., Du, Z., Gu, L., Li,B., Wang, L., Wang, S., Gong, Y. and Yang, S. (2018). Ultrafast Zn2+Intercalation and Deintercalation in Vanadium Dioxide. Advanced Materials 30(26): (1-6).
Hu, P., Yan, M, Zhu, T., Wang, X., Wei, X., Li, J., Zhou, L., Li, Z., Chen, L. and Mai, L. (2017). Zn/V2O5 Aqueous Hybrid-Ion Battery with High Voltage Platform and Long Cycle Life. ACS Applied Materials & Interfaces 9(49): 42717–42722.
Hu, P., Zhu, T., Wang, X., Wei, X., Yan, M., Li, J.,Luo, W., Yang, W., Zhang, W., Zhou, L., Zhou, Z. and Mai, L. (2018). Highly Durable Na2V6O16 1.63H2O Nanowire Cathode for Aqueous Zinc-Ion Battery.Nano Letters 18(3): 1758-1763.
Jiang, H., Zhang, Y., Zhenghui, J., Xu, L., Zheng, J., Gao, Z., Hu, T. and Meng, C. (2019).Facile Hydrothermal Synthesis and Electrochemical Properties of (NH4)2V10O25·8H2O Nanobelts for High-Performance Aqueous Zinc Ion Batteries. Electrochimica Acta 332: 1-24.
Jiao, T., Yang, Q., Wu, S., Wang, Z., Chen, D., Shen, D., Liu, B., Chend, J., Li, H., Ma, L., Zhi, C. and Zhang, W. (2020). Binder-Free Hierarchical VS2 Electrodes for High Performance Aqueous Zn Ion Batteries towards Commercial Level Mass Loading.Journal of Materials Chemistry A 7(27): 16330-16338.
Kim, H.J., Krishna, T., Zeb, K., Rajangam, V., Gopi, C.V.V.M., Sambasivam. S., Raghavendra, K.V.G. and Obaidat, I.M. (2020). A Comprehensive Review of Li-Ion Battery Materials and Their Recycling Techniques. Electronics 9(7): 1-44.
Konarov, A., Voronina, A., Jo, J.H., Bakenov, Z., Sun Y.K. and Myung. S.T. (2018). Present and Future Perspective on Electrode Materials for Rechargeable Zinc-Ion Batteries. ACS Energy Letters 3(10): 2620-2640.
Li, N., Li, G., Li, G., Yang, H., Qin, G., Sun, X., Li, F. and Cheng, H.M. (2020). Bi-Cation Electrolyte for a 1.7 V Aqueous Zn Ion Battery. ACS Applied Materials & Interface 12(12): 13790−13796.
Li, Y., Wang, S., Salvador, J.R., Wu, J., Liu, J., Yang, W., Yang, J., Zhang, W., Liu, J., and Yang, J. (2019). Reaction Mechanisms for Long-Life Rechargeable Zn/MnO2 Batteries. Chemistry of Materials 31(6): 2036-2047.
Li, Z., Ganapathy, S., Xu, Y., Zhou, Z., Sarilar, M. and Wagemaker, M. (2019). Mechanistic Insight into the Electrochemical Performance of Zn/VO2 Batteries with an Aqueous ZnSO4 Electrolyte Advanced Science News 9(22): (1-10).
Qin, H., Chen, L., Wang, L., Chen, X. and Zhanhong Yang. (2019). V2O5 Hollow Spheres as High Rate and Long Life Cathode for Aqueous Rechargeable Zinc Ion Batteries. Electrochimica Acta 306: 307-316.
Qiu, N., Yang, Z., Wang, Y., Zhu, Y. and Liu, W. (2020). A High-Power and Long-Life Aqueous Rechargeable Zn-Ion Battery Based on Hierarchically Porous Sodium Vanadate. Chemical Communications 64: 1-7.
Wu, X., Xiang, Y., Peng, Q., Wu, X., Li, Y., Tang, F., Song, R., Liu, Z., He, Z. and Wu, X. (2017). A Green-Low-Cost Rechargeable Aqueous Zinc-Ion Battery Using Hollow Porous Spinel ZnMn2O4 as the Cathode Material. Journal of Materials Chemistry A 5(34): 17990-17997.
Xu, L., Zhang,Y., Jiang, H., Zheng, J., Dong, X., Hu, T. and Meng, C. (2020). Facile Hydrothermal Synthesis and Electrochemical Properties of (NH4)2V6O16 Nanobelts for Aqueous Rechargeable Zinc Ion Batteries.Colloids and Surface A.: Physicochemical and Engineering Aspects 593: (1-9).
Yuksel, R., Buyukcakir, O., Won, K.S., and Ruoff, R.S. (2020). Metal-Organic Framework Integrated Anodes for Aqueous Zinc-Ion Batteries. Advanced Energy Materials 10(16): 1904215.
Zhang, N., Cheng, F., Liu, J., Wang, L., Long, X.,Li, F. and Chen, J. (2017). Rechargeable Aqueous Zinc-Manganese Dioxide Batteries with High Energy and Power Densities. Nature Communications 8(405): 1-9.
Zhang, N., Dong, Y., Jia, M., Bian, X., Wang, Y., Qui, M., Xu, J., Liu, Y., Jiao, L. and Cheng, F. (2018). Rechargeable Aqueous Zn-V2O5 Battery with High Energy Density and Long Cycle Life. ACS Energy Letters 3(6): 1366-1372.
Zhang, Y., Deng, S., Li, Y., Liu, B., Pan, G., Liu, Q., Wang, X., Xia, X. and Tu, J. (2020). Anchoring MnO2 on Nitrogen-Doped Porous Carbon Nanosheets as Flexible Arrays Cathodes for Advanced Rechargeable Zn-MnO2 Batteries. Energy Storage Materials 29: 52-59.
