ఎలక్ట్రోడ్ పేస్ట్ మార్కెట్ వాటా, ట్రెండ్, వ్యాపార వ్యూహం మరియు 2027 వరకు అంచనా

గ్రాఫైట్‌ను కృత్రిమ గ్రాఫైట్ మరియు సహజ గ్రాఫైట్‌గా విభజించారు, ప్రపంచవ్యాప్తంగా నిరూపితమైన సహజ గ్రాఫైట్ నిల్వలు సుమారు 2 బిలియన్ టన్నులు.
సాధారణ పీడనం కింద కార్బన్-కలిగిన పదార్థాల కుళ్ళిపోవడం మరియు వేడి చికిత్స ద్వారా కృత్రిమ గ్రాఫైట్ పొందబడుతుంది. ఈ పరివర్తనకు చోదక శక్తిగా తగినంత అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు శక్తి అవసరం, మరియు క్రమరహిత నిర్మాణం ఆర్డర్ చేయబడిన గ్రాఫైట్ క్రిస్టల్ నిర్మాణంగా రూపాంతరం చెందుతుంది.
గ్రాఫిటైజేషన్ అనేది కార్బోనేషియస్ పదార్థం యొక్క విస్తృత అర్థంలో 2000 ℃ కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వేడి చికిత్స కార్బన్ అణువుల పునర్వ్యవస్థీకరణ ద్వారా జరుగుతుంది, అయితే 3000 ℃ కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలో కొన్ని కార్బన్ పదార్థాలు గ్రాఫిటైజేషన్, ఈ రకమైన కార్బన్ పదార్థాలను "హార్డ్ చార్‌కోల్" అని పిలుస్తారు, సులభంగా గ్రాఫిటైజేషన్ చేయబడిన కార్బన్ పదార్థాల కోసం, సాంప్రదాయ గ్రాఫిటైజేషన్ పద్ధతిలో అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు అధిక పీడన పద్ధతి, ఉత్ప్రేరక గ్రాఫిటైజేషన్, రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ పద్ధతి మొదలైనవి ఉన్నాయి.

గ్రాఫిటైజేషన్ అనేది కార్బోనేషియస్ పదార్థాల అధిక అదనపు విలువ వినియోగానికి ప్రభావవంతమైన మార్గం. పండితుల విస్తృతమైన మరియు లోతైన పరిశోధన తర్వాత, ఇది ఇప్పుడు ప్రాథమికంగా పరిణతి చెందింది. అయితే, కొన్ని ప్రతికూల కారకాలు పరిశ్రమలో సాంప్రదాయ గ్రాఫిటైజేషన్ అనువర్తనాన్ని పరిమితం చేస్తాయి, కాబట్టి కొత్త గ్రాఫిటైజేషన్ పద్ధతులను అన్వేషించడం అనివార్యమైన ధోరణి.

19 వ శతాబ్దం నుండి కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ పద్ధతి అభివృద్ధి ఒక శతాబ్దం కంటే ఎక్కువ, దాని ప్రాథమిక సిద్ధాంతం మరియు కొత్త పద్ధతులు నిరంతరం ఆవిష్కరణ మరియు అభివృద్ధి, ఇప్పుడు ఇకపై సంప్రదాయ లోహశోధన పరిశ్రమ పరిమితం, 21 వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో, కరిగిన ఉప్పు వ్యవస్థ ఘన ఆక్సైడ్ విద్యుద్విశ్లేషణ తగ్గింపు మౌళిక లోహాల తయారీలో మెటల్ మరింత చురుకుగా దృష్టి సారించాయి,
ఇటీవల, కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా గ్రాఫైట్ పదార్థాలను తయారు చేయడానికి ఒక కొత్త పద్ధతి చాలా మంది దృష్టిని ఆకర్షించింది.

కాథోడిక్ పోలరైజేషన్ మరియు ఎలక్ట్రోడెపోజిషన్ ద్వారా, రెండు వేర్వేరు రకాల కార్బన్ ముడి పదార్థాలు అధిక అదనపు విలువ కలిగిన నానో-గ్రాఫైట్ పదార్థాలుగా రూపాంతరం చెందుతాయి. సాంప్రదాయ గ్రాఫిటైజేషన్ టెక్నాలజీతో పోలిస్తే, కొత్త గ్రాఫిటైజేషన్ పద్ధతి తక్కువ గ్రాఫిటైజేషన్ ఉష్ణోగ్రత మరియు నియంత్రించదగిన పదనిర్మాణం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది.

ఈ పత్రం ఎలక్ట్రోకెమికల్ పద్ధతి ద్వారా గ్రాఫిటైజేషన్ పురోగతిని సమీక్షిస్తుంది, ఈ కొత్త సాంకేతికతను పరిచయం చేస్తుంది, దాని ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలను విశ్లేషిస్తుంది మరియు దాని భవిష్యత్తు అభివృద్ధి ధోరణిని అంచనా వేస్తుంది.

మొదట, కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ కాథోడ్ ధ్రువణ పద్ధతి

1.1 ముడి పదార్థాలు
ప్రస్తుతం, కృత్రిమ గ్రాఫైట్ యొక్క ప్రధాన ముడి పదార్థం అధిక గ్రాఫిటైజేషన్ డిగ్రీ కలిగిన నీడిల్ కోక్ మరియు పిచ్ కోక్, అవి చమురు అవశేషాలు మరియు బొగ్గు తారును ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించి అధిక-నాణ్యత కార్బన్ పదార్థాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, తక్కువ సచ్ఛిద్రత, తక్కువ సల్ఫర్, తక్కువ బూడిద కంటెంట్ మరియు గ్రాఫిటైజేషన్ యొక్క ప్రయోజనాలతో, గ్రాఫైట్‌గా తయారుచేసిన తర్వాత ప్రభావానికి మంచి నిరోధకత, అధిక యాంత్రిక బలం, తక్కువ నిరోధకత,
అయితే, పరిమిత చమురు నిల్వలు మరియు హెచ్చుతగ్గుల చమురు ధరలు దాని అభివృద్ధిని పరిమితం చేశాయి, కాబట్టి కొత్త ముడి పదార్థాలను వెతకడం తక్షణం పరిష్కరించాల్సిన సమస్యగా మారింది.
సాంప్రదాయ గ్రాఫిటైజేషన్ పద్ధతులకు పరిమితులు ఉంటాయి మరియు వివిధ గ్రాఫిటైజేషన్ పద్ధతులు వేర్వేరు ముడి పదార్థాలను ఉపయోగిస్తాయి. గ్రాఫిటైజేషన్ చేయని కార్బన్ కోసం, సాంప్రదాయ పద్ధతులు దానిని గ్రాఫిటైజ్ చేయలేవు, అయితే కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ యొక్క ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఫార్ములా ముడి పదార్థాల పరిమితిని ఛేదిస్తుంది మరియు దాదాపు అన్ని సాంప్రదాయ కార్బన్ పదార్థాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

సాంప్రదాయ కార్బన్ పదార్థాలలో కార్బన్ బ్లాక్, యాక్టివేటెడ్ కార్బన్, బొగ్గు మొదలైనవి ఉన్నాయి, వీటిలో బొగ్గు అత్యంత ఆశాజనకంగా ఉంది. బొగ్గు ఆధారిత సిరా బొగ్గును పూర్వగామిగా తీసుకుంటుంది మరియు ముందస్తు చికిత్స తర్వాత అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద గ్రాఫైట్ ఉత్పత్తులుగా తయారు చేయబడుతుంది.
ఇటీవల, ఈ పత్రం పెంగ్ వంటి కొత్త ఎలక్ట్రోకెమికల్ పద్ధతులను ప్రతిపాదిస్తుంది, కరిగిన ఉప్పు ద్వారా విద్యుద్విశ్లేషణ కార్బన్ బ్లాక్‌ను గ్రాఫైట్ యొక్క అధిక స్ఫటికీకరణలోకి గ్రాఫైట్ చేయడం అసంభవం, రేకుల ఆకారంలో గ్రాఫైట్ నానోమీటర్ చిప్‌లను కలిగి ఉన్న గ్రాఫైట్ నమూనాల విద్యుద్విశ్లేషణ, అధిక నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, లిథియం బ్యాటరీ కాథోడ్ కోసం ఉపయోగించినప్పుడు సహజ గ్రాఫైట్ కంటే అద్భుతమైన ఎలక్ట్రోకెమికల్ పనితీరును చూపించింది.
జు మరియు ఇతరులు 950 ℃ వద్ద విద్యుద్విశ్లేషణ కోసం డీషింగ్ ట్రీట్ చేసిన తక్కువ-నాణ్యత బొగ్గును CaCl2 కరిగిన ఉప్పు వ్యవస్థలో ఉంచారు మరియు తక్కువ-నాణ్యత గల బొగ్గును అధిక స్ఫటికీకరణతో గ్రాఫైట్‌గా విజయవంతంగా మార్చారు, ఇది లిథియం అయాన్ బ్యాటరీ యొక్క యానోడ్‌గా ఉపయోగించినప్పుడు మంచి రేటు పనితీరును మరియు దీర్ఘ చక్ర జీవితాన్ని చూపించింది.
కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా వివిధ రకాల సాంప్రదాయ కార్బన్ పదార్థాలను గ్రాఫైట్‌గా మార్చడం సాధ్యమని ఈ ప్రయోగం చూపిస్తుంది, ఇది భవిష్యత్తులో సింథటిక్ గ్రాఫైట్‌కు కొత్త మార్గాన్ని తెరుస్తుంది.
1.2 యంత్రాంగం
కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ పద్ధతి కార్బన్ పదార్థాన్ని కాథోడ్‌గా ఉపయోగిస్తుంది మరియు కాథోడిక్ ధ్రువణత ద్వారా అధిక స్ఫటికాకారత కలిగిన గ్రాఫైట్‌గా మారుస్తుంది. ప్రస్తుతం, ఉన్న సాహిత్యంలో కాథోడిక్ ధ్రువణత యొక్క సంభావ్య మార్పిడి ప్రక్రియలో ఆక్సిజన్ తొలగింపు మరియు కార్బన్ అణువుల సుదూర పునర్వ్యవస్థీకరణ గురించి ప్రస్తావించబడింది.
కార్బన్ పదార్థాలలో ఆక్సిజన్ ఉండటం గ్రాఫిటైజేషన్‌ను కొంతవరకు అడ్డుకుంటుంది. సాంప్రదాయ గ్రాఫిటైజేషన్ ప్రక్రియలో, ఉష్ణోగ్రత 1600K కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఆక్సిజన్ నెమ్మదిగా తొలగించబడుతుంది. అయితే, కాథోడిక్ ధ్రువణత ద్వారా డీఆక్సిడైజ్ చేయడం చాలా సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది.

పెంగ్, మొదలైన వారు ప్రయోగాలలో మొదటిసారిగా కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ కాథోడిక్ ధ్రువణ పొటెన్షియల్ మెకానిజంను ముందుకు తెచ్చారు, అంటే గ్రాఫిటైజేషన్ అంటే, ఘన కార్బన్ మైక్రోస్పియర్‌లు/ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లో ప్రారంభించడం, మొదట కార్బన్ మైక్రోస్పియర్ ప్రాథమికంగా ఒకే వ్యాసం కలిగిన గ్రాఫైట్ షెల్ చుట్టూ ఏర్పడుతుంది, ఆపై పూర్తిగా గ్రాఫిటైజ్ అయ్యే వరకు స్థిరంగా లేని అన్‌హైడ్రస్ కార్బన్ కార్బన్ అణువులు మరింత స్థిరమైన బాహ్య గ్రాఫైట్ ఫ్లేక్‌కు వ్యాపిస్తాయి,
గ్రాఫిటైజేషన్ ప్రక్రియ ఆక్సిజన్ తొలగింపుతో కూడి ఉంటుంది, ఇది ప్రయోగాల ద్వారా కూడా నిర్ధారించబడింది.
జిన్ మరియు ఇతరులు కూడా ఈ దృక్కోణాన్ని ప్రయోగాల ద్వారా నిరూపించారు. గ్లూకోజ్ కార్బొనైజేషన్ తర్వాత, గ్రాఫిటైజేషన్ (17% ఆక్సిజన్ కంటెంట్) జరిగింది. గ్రాఫిటైజేషన్ తర్వాత, అసలు ఘన కార్బన్ గోళాలు (Fig. 1a మరియు 1c) గ్రాఫైట్ నానోషీట్‌లతో కూడిన పోరస్ షెల్‌ను ఏర్పరుస్తాయి (Fig. 1b మరియు 1d).
కార్బన్ ఫైబర్స్ (16% ఆక్సిజన్) విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా, గ్రాఫిటైజేషన్ తర్వాత కార్బన్ ఫైబర్స్ గ్రాఫైట్ గొట్టాలుగా మార్చబడతాయి, దీనిని సాహిత్యంలో ఊహించిన మార్పిడి విధానం ప్రకారం చెప్పవచ్చు.

కార్బన్ అణువుల కాథోడిక్ ధ్రువణత కింద సుదూర కదలిక జరుగుతుందని నమ్ముతారు, అధిక క్రిస్టల్ గ్రాఫైట్ నుండి నిరాకార కార్బన్ పునర్వ్యవస్థీకరణను ప్రాసెస్ చేయాలి, సింథటిక్ గ్రాఫైట్ ప్రత్యేకమైన రేకుల ఆకార నానోస్ట్రక్చర్‌లు ఆక్సిజన్ అణువుల నుండి ప్రయోజనం పొందుతాయి, కానీ గ్రాఫైట్ నానోమీటర్ నిర్మాణాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేయాలో స్పష్టంగా లేదు, ఉదాహరణకు కాథోడ్ ప్రతిచర్య తర్వాత కార్బన్ అస్థిపంజరం నుండి ఆక్సిజన్, మొదలైనవి,
ప్రస్తుతం, ఈ యంత్రాంగంపై పరిశోధన ఇంకా ప్రారంభ దశలోనే ఉంది మరియు మరిన్ని పరిశోధనలు అవసరం.

1.3 సింథటిక్ గ్రాఫైట్ యొక్క పదనిర్మాణ లక్షణం
గ్రాఫైట్ యొక్క సూక్ష్మ ఉపరితల స్వరూపాన్ని పరిశీలించడానికి SEM ఉపయోగించబడుతుంది, 0.2 μm కంటే తక్కువ నిర్మాణ స్వరూపాన్ని పరిశీలించడానికి TEM ఉపయోగించబడుతుంది, గ్రాఫైట్ యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని వర్గీకరించడానికి XRD మరియు రామన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ సాధారణంగా ఉపయోగించే సాధనాలు, గ్రాఫైట్ యొక్క క్రిస్టల్ సమాచారాన్ని వర్గీకరించడానికి XRD ఉపయోగించబడుతుంది మరియు గ్రాఫైట్ యొక్క లోపాలు మరియు క్రమ స్థాయిని వర్గీకరించడానికి రామన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ ఉపయోగించబడుతుంది.

కరిగిన లవణ విద్యుద్విశ్లేషణ యొక్క కాథోడ్ ధ్రువణీకరణ ద్వారా తయారు చేయబడిన గ్రాఫైట్‌లో అనేక రంధ్రాలు ఉంటాయి. కార్బన్ బ్లాక్ విద్యుద్విశ్లేషణ వంటి వివిధ ముడి పదార్థాల కోసం, రేకుల లాంటి పోరస్ నానోస్ట్రక్చర్‌లను పొందుతారు. విద్యుద్విశ్లేషణ తర్వాత కార్బన్ బ్లాక్‌పై XRD మరియు రామన్ స్పెక్ట్రమ్ విశ్లేషణ నిర్వహిస్తారు.
827 ℃ వద్ద, 1 గంట పాటు 2.6V వోల్టేజ్‌తో చికిత్స చేసిన తర్వాత, కార్బన్ బ్లాక్ యొక్క రామన్ స్పెక్ట్రల్ ఇమేజ్ దాదాపు వాణిజ్య గ్రాఫైట్‌తో సమానంగా ఉంటుంది. కార్బన్ బ్లాక్‌ను వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతలతో చికిత్స చేసిన తర్వాత, పదునైన గ్రాఫైట్ లక్షణ శిఖరం (002) కొలుస్తారు. వివర్తన శిఖరం (002) గ్రాఫైట్‌లోని సుగంధ కార్బన్ పొర యొక్క విన్యాస స్థాయిని సూచిస్తుంది.
కార్బన్ పొర ఎంత పదునుగా ఉంటే, అది అంతగా దిశానిర్దేశం చేయబడుతుంది.

ఝూ ప్రయోగంలో శుద్ధి చేయబడిన నాసిరకం బొగ్గును కాథోడ్‌గా ఉపయోగించారు మరియు గ్రాఫిటైజ్ చేయబడిన ఉత్పత్తి యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం గ్రాన్యులర్ నుండి పెద్ద గ్రాఫైట్ నిర్మాణంగా రూపాంతరం చెందింది మరియు అధిక రేటు ప్రసార ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ కింద గట్టి గ్రాఫైట్ పొరను కూడా గమనించారు.
రామన్ స్పెక్ట్రాలో, ప్రయోగాత్మక పరిస్థితుల మార్పుతో, ID/ Ig విలువ కూడా మారింది. విద్యుద్విశ్లేషణ ఉష్ణోగ్రత 950 ℃ ఉన్నప్పుడు, విద్యుద్విశ్లేషణ సమయం 6h, మరియు విద్యుద్విశ్లేషణ వోల్టేజ్ 2.6V, అత్యల్ప ID/ Ig విలువ 0.3, మరియు D శిఖరం G శిఖరం కంటే చాలా తక్కువగా ఉంది. అదే సమయంలో, 2D శిఖరం కనిపించడం కూడా అధిక ఆర్డర్ గ్రాఫైట్ నిర్మాణం ఏర్పడటాన్ని సూచిస్తుంది.
XRD చిత్రంలో పదునైన (002) వివర్తన శిఖరం నాసిరకం బొగ్గును అధిక స్ఫటికాకారత కలిగిన గ్రాఫైట్‌గా విజయవంతంగా మార్చడాన్ని కూడా నిర్ధారిస్తుంది.

గ్రాఫిటైజేషన్ ప్రక్రియలో, ఉష్ణోగ్రత మరియు వోల్టేజ్ పెరుగుదల ప్రోత్సాహక పాత్ర పోషిస్తాయి, కానీ చాలా ఎక్కువ వోల్టేజ్ గ్రాఫైట్ దిగుబడిని తగ్గిస్తుంది మరియు చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత లేదా చాలా ఎక్కువ గ్రాఫిటైజేషన్ సమయం వనరుల వృధాకు దారి తీస్తుంది, కాబట్టి వివిధ కార్బన్ పదార్థాలకు, అత్యంత సముచితమైన విద్యుద్విశ్లేషణ పరిస్థితులను అన్వేషించడం చాలా ముఖ్యం, ఇది కూడా దృష్టి మరియు కష్టం.
ఈ రేకు లాంటి ఫ్లేక్ నానోస్ట్రక్చర్ అద్భుతమైన ఎలక్ట్రోకెమికల్ లక్షణాలను కలిగి ఉంది. పెద్ద సంఖ్యలో రంధ్రాలు అయాన్‌లను త్వరగా చొప్పించడానికి/డీంబెడ్ చేయడానికి అనుమతిస్తాయి, బ్యాటరీలు మొదలైన వాటికి అధిక-నాణ్యత కాథోడ్ పదార్థాలను అందిస్తాయి. కాబట్టి, ఎలక్ట్రోకెమికల్ పద్ధతి గ్రాఫిటైజేషన్ చాలా సంభావ్య గ్రాఫిటైజేషన్ పద్ధతి.

కరిగిన ఉప్పు ఎలక్ట్రోడెపోజిషన్ పద్ధతి

2.1 కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క ఎలక్ట్రోడిపోజిషన్
అతి ముఖ్యమైన గ్రీన్‌హౌస్ వాయువుగా, CO2 విషరహిత, హానిచేయని, చౌకైన మరియు సులభంగా లభించే పునరుత్పాదక వనరు కూడా. అయితే, CO2లోని కార్బన్ అత్యధిక ఆక్సీకరణ స్థితిలో ఉంటుంది, కాబట్టి CO2 అధిక థర్మోడైనమిక్ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది తిరిగి ఉపయోగించడం కష్టతరం చేస్తుంది.
CO2 ఎలక్ట్రోడిపోజిషన్ పై తొలి పరిశోధన 1960ల నాటిది. ఇంగ్రామ్ మరియు ఇతరులు Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 యొక్క కరిగిన ఉప్పు వ్యవస్థలో బంగారు ఎలక్ట్రోడ్‌పై కార్బన్‌ను విజయవంతంగా తయారు చేశారు.

వివిధ తగ్గింపు సామర్థ్యాల వద్ద పొందిన కార్బన్ పౌడర్లు గ్రాఫైట్, అమోర్ఫస్ కార్బన్ మరియు కార్బన్ నానోఫైబర్‌లతో సహా విభిన్న నిర్మాణాలను కలిగి ఉన్నాయని వాన్ మరియు ఇతరులు ఎత్తి చూపారు.
CO2 ను సంగ్రహించడానికి కరిగిన ఉప్పు మరియు కార్బన్ పదార్థ విజయానికి తయారీ పద్ధతి ద్వారా, పరిశోధనా పండితులు చాలా కాలం పాటు కార్బన్ నిక్షేపణ నిర్మాణ విధానం మరియు తుది ఉత్పత్తిపై విద్యుద్విశ్లేషణ పరిస్థితుల ప్రభావంపై దృష్టి సారించారు, ఇందులో విద్యుద్విశ్లేషణ ఉష్ణోగ్రత, విద్యుద్విశ్లేషణ వోల్టేజ్ మరియు కరిగిన ఉప్పు మరియు ఎలక్ట్రోడ్ల కూర్పు మొదలైనవి ఉన్నాయి, CO2 యొక్క ఎలక్ట్రోడిపోజిషన్ కోసం గ్రాఫైట్ పదార్థాల అధిక పనితీరు తయారీకి బలమైన పునాది పడింది.

ఎలక్ట్రోలైట్‌ను మార్చడం ద్వారా మరియు అధిక CO2 సంగ్రహణ సామర్థ్యంతో CaCl2-ఆధారిత కరిగిన ఉప్పు వ్యవస్థను ఉపయోగించడం ద్వారా, హు మరియు ఇతరులు విద్యుద్విశ్లేషణ ఉష్ణోగ్రత, ఎలక్ట్రోడ్ కూర్పు మరియు కరిగిన ఉప్పు కూర్పు వంటి విద్యుద్విశ్లేషణ పరిస్థితులను అధ్యయనం చేయడం ద్వారా అధిక గ్రాఫిటైజేషన్ డిగ్రీ మరియు కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు మరియు ఇతర నానోగ్రాఫైట్ నిర్మాణాలతో గ్రాఫేన్‌ను విజయవంతంగా తయారు చేశారు.
కార్బోనేట్ వ్యవస్థతో పోలిస్తే, CaCl2 చౌకగా మరియు సులభంగా పొందడం, అధిక వాహకత, నీటిలో సులభంగా కరిగిపోవడం మరియు ఆక్సిజన్ అయాన్ల అధిక ద్రావణీయత వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, ఇవి CO2 ను అధిక అదనపు విలువ కలిగిన గ్రాఫైట్ ఉత్పత్తులుగా మార్చడానికి సైద్ధాంతిక పరిస్థితులను అందిస్తాయి.

2.2 పరివర్తన యంత్రాంగం
కరిగిన ఉప్పు నుండి CO2 ను ఎలక్ట్రోడెపోజిషన్ చేయడం ద్వారా అధిక విలువ ఆధారిత కార్బన్ పదార్థాల తయారీలో ప్రధానంగా CO2 సంగ్రహణ మరియు పరోక్ష తగ్గింపు ఉంటాయి. సమీకరణం (1) లో చూపిన విధంగా, కరిగిన ఉప్పులో ఉచిత O2- ద్వారా CO2 సంగ్రహణ పూర్తవుతుంది:
CO2+O2-→CO3 2- (1)
ప్రస్తుతం, మూడు పరోక్ష తగ్గింపు ప్రతిచర్య విధానాలు ప్రతిపాదించబడ్డాయి: ఒక-దశ ప్రతిచర్య, రెండు-దశల ప్రతిచర్య మరియు లోహ తగ్గింపు ప్రతిచర్య విధానం.
సమీకరణం (2)లో చూపిన విధంగా, ఒక-దశ ప్రతిచర్య యంత్రాంగాన్ని మొదట ఇంగ్రామ్ ప్రతిపాదించాడు:
CO3 2-+ 4E – →C+3O2- (2)
సమీకరణం (3-4) లో చూపిన విధంగా, రెండు-దశల ప్రతిచర్య యంత్రాంగాన్ని బోరుక్కా మరియు ఇతరులు ప్రతిపాదించారు:
CO3 2-+ 2E – →CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – →C+2O2- (4)
లోహ తగ్గింపు చర్య యొక్క యంత్రాంగాన్ని డీన్‌హార్డ్ట్ మరియు ఇతరులు ప్రతిపాదించారు. సమీకరణం (5~6)లో చూపిన విధంగా, లోహ అయాన్‌లను మొదట కాథోడ్‌లో లోహంగా తగ్గించి, ఆపై లోహాన్ని కార్బోనేట్ అయాన్‌లుగా తగ్గించారని వారు విశ్వసించారు:
M- + E – →M (5)
4 మీ + M2CO3 – > C + 3 మీ2o (6)

ప్రస్తుతం, ఉన్న సాహిత్యంలో ఒక-దశ ప్రతిచర్య విధానం సాధారణంగా ఆమోదించబడింది.
యిన్ మరియు ఇతరులు Li-Na-K కార్బోనేట్ వ్యవస్థను నికెల్‌ను కాథోడ్‌గా, టిన్ డయాక్సైడ్‌ను ఆనోడ్‌గా మరియు వెండి తీగను రిఫరెన్స్ ఎలక్ట్రోడ్‌గా అధ్యయనం చేసి, నికెల్ కాథోడ్ వద్ద చిత్రం 2 (100 mV/s స్కానింగ్ రేటు)లోని చక్రీయ వోల్టామెట్రీ పరీక్ష సంఖ్యను పొందారు మరియు ప్రతికూల స్కానింగ్‌లో ఒకే ఒక తగ్గింపు శిఖరం (-2.0V వద్ద) ఉందని కనుగొన్నారు.
అందువల్ల, కార్బోనేట్ తగ్గింపు సమయంలో ఒకే ఒక ప్రతిచర్య సంభవించిందని నిర్ధారించవచ్చు.

గావో మరియు ఇతరులు ఒకే కార్బోనేట్ వ్యవస్థలో ఒకే చక్రీయ వోల్టామెట్రీని పొందారు.
Ge et al. LiCl-Li2CO3 వ్యవస్థలో CO2ను సంగ్రహించడానికి జడ ఆనోడ్ మరియు టంగ్‌స్టన్ కాథోడ్‌ను ఉపయోగించారు మరియు ఇలాంటి చిత్రాలను పొందారు మరియు ప్రతికూల స్కానింగ్‌లో కార్బన్ నిక్షేపణ యొక్క తగ్గింపు శిఖరం మాత్రమే కనిపించింది.
క్షార లోహ కరిగిన లవణ వ్యవస్థలో, కాథోడ్ ద్వారా కార్బన్ నిక్షేపించబడినప్పుడు క్షార లోహాలు మరియు CO ఉత్పత్తి అవుతాయి. అయితే, కార్బన్ నిక్షేపణ ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణగతిక పరిస్థితులు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద తక్కువగా ఉన్నందున, ప్రయోగంలో కార్బోనేట్ కార్బన్‌గా తగ్గడాన్ని మాత్రమే గుర్తించవచ్చు.

2.3 గ్రాఫైట్ ఉత్పత్తులను తయారు చేయడానికి కరిగించిన ఉప్పు ద్వారా CO2 సంగ్రహణ
గ్రాఫేన్ మరియు కార్బన్ నానోట్యూబ్‌ల వంటి అధిక-విలువ-జోడించిన గ్రాఫైట్ నానోమెటీరియల్‌లను ప్రయోగాత్మక పరిస్థితులను నియంత్రించడం ద్వారా కరిగించిన ఉప్పు నుండి CO2 యొక్క ఎలక్ట్రోడిపోజిషన్ ద్వారా తయారు చేయవచ్చు. హు మరియు ఇతరులు CaCl2-NaCl-CaO కరిగించిన ఉప్పు వ్యవస్థలో స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌ను కాథోడ్‌గా ఉపయోగించారు మరియు వివిధ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద 2.6V స్థిర వోల్టేజ్ స్థితిలో 4 గంటల పాటు విద్యుద్విశ్లేషణ చేశారు.
ఇనుము ఉత్ప్రేరకం మరియు గ్రాఫైట్ పొరల మధ్య CO యొక్క పేలుడు ప్రభావం కారణంగా, కాథోడ్ ఉపరితలంపై గ్రాఫేన్ కనుగొనబడింది. గ్రాఫేన్ తయారీ ప్రక్రియ చిత్రం 3లో చూపబడింది.
చిత్రం
తరువాతి అధ్యయనాలు CaCl2-NaClCaO కరిగిన ఉప్పు వ్యవస్థ ఆధారంగా Li2SO4 ను జోడించాయి, విద్యుద్విశ్లేషణ ఉష్ణోగ్రత 625 ℃, 4 గంటల విద్యుద్విశ్లేషణ తర్వాత, అదే సమయంలో కార్బన్ యొక్క కాథోడిక్ నిక్షేపణలో గ్రాఫేన్ మరియు కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు కనుగొనబడ్డాయి, అధ్యయనం Li+ మరియు SO4 2- గ్రాఫిటైజేషన్‌పై సానుకూల ప్రభావాన్ని చూపుతుందని కనుగొంది.
కార్బన్ బాడీలో సల్ఫర్ కూడా విజయవంతంగా విలీనం చేయబడింది మరియు విద్యుద్విశ్లేషణ పరిస్థితులను నియంత్రించడం ద్వారా అల్ట్రా-సన్నని గ్రాఫైట్ షీట్లు మరియు ఫిలమెంటస్ కార్బన్‌ను పొందవచ్చు.

గ్రాఫేన్ ఏర్పడటానికి అధిక మరియు తక్కువ విద్యుద్విశ్లేషణ ఉష్ణోగ్రతలు వంటి పదార్థాలు చాలా ముఖ్యమైనవి, 800 ℃ కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత కార్బన్‌కు బదులుగా CO ను ఉత్పత్తి చేయడం సులభం అయినప్పుడు, 950 ℃ కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత ఉన్నప్పుడు దాదాపు కార్బన్ నిక్షేపణ ఉండదు, కాబట్టి గ్రాఫేన్ మరియు కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి మరియు కాథోడ్ స్థిరమైన గ్రాఫేన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుందని నిర్ధారించడానికి కార్బన్ నిక్షేపణ ప్రతిచర్య CO ప్రతిచర్య సినర్జీని పునరుద్ధరించడానికి ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ చాలా ముఖ్యం.
ఈ పనులు CO2 ద్వారా నానో-గ్రాఫైట్ ఉత్పత్తులను తయారు చేయడానికి ఒక కొత్త పద్ధతిని అందిస్తాయి, ఇది గ్రీన్‌హౌస్ వాయువుల పరిష్కారం మరియు గ్రాఫేన్ తయారీకి చాలా ముఖ్యమైనది.

3. సారాంశం మరియు ఔట్‌లుక్
కొత్త ఇంధన పరిశ్రమ వేగంగా అభివృద్ధి చెందడంతో, సహజ గ్రాఫైట్ ప్రస్తుత డిమాండ్‌ను తీర్చలేకపోయింది మరియు కృత్రిమ గ్రాఫైట్ సహజ గ్రాఫైట్ కంటే మెరుగైన భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలను కలిగి ఉంది, కాబట్టి చౌకైన, సమర్థవంతమైన మరియు పర్యావరణ అనుకూలమైన గ్రాఫిటైజేషన్ దీర్ఘకాలిక లక్ష్యం.
గ్రాఫైట్ పదార్థాల నుండి కాథోడిక్ ధ్రువణత మరియు ఎలక్ట్రోకెమికల్ నిక్షేపణ పద్ధతిలో ఘన మరియు వాయు ముడి పదార్థాలలో గ్రాఫిటైజేషన్‌ను విజయవంతంగా అధిక అదనపు విలువతో తయారు చేశారు, సాంప్రదాయ గ్రాఫిటైజేషన్ పద్ధతితో పోలిస్తే, ఎలక్ట్రోకెమికల్ పద్ధతి అధిక సామర్థ్యం, ​​తక్కువ శక్తి వినియోగం, ఆకుపచ్చ పర్యావరణ పరిరక్షణ, చిన్న వాటికి ఒకే సమయంలో ఎంపిక చేసిన పదార్థాల ద్వారా పరిమితం చేయబడింది, వివిధ విద్యుద్విశ్లేషణ పరిస్థితుల ప్రకారం గ్రాఫైట్ నిర్మాణం యొక్క వివిధ స్వరూపంలో తయారు చేయవచ్చు,
ఇది అన్ని రకాల అస్ఫటిక కార్బన్ మరియు గ్రీన్‌హౌస్ వాయువులను విలువైన నానో-స్ట్రక్చర్డ్ గ్రాఫైట్ పదార్థాలుగా మార్చడానికి ప్రభావవంతమైన మార్గాన్ని అందిస్తుంది మరియు మంచి అనువర్తన అవకాశాన్ని కలిగి ఉంది.
ప్రస్తుతం ఈ సాంకేతికత ప్రారంభ దశలోనే ఉంది. ఎలక్ట్రోకెమికల్ పద్ధతి ద్వారా గ్రాఫిటైజేషన్ పై కొన్ని అధ్యయనాలు మాత్రమే ఉన్నాయి మరియు ఇంకా తెలియని ప్రక్రియలు చాలా ఉన్నాయి. అందువల్ల, ముడి పదార్థాల నుండి ప్రారంభించి వివిధ నిరాకార కార్బన్‌లపై సమగ్రమైన మరియు క్రమబద్ధమైన అధ్యయనాన్ని నిర్వహించడం మరియు అదే సమయంలో గ్రాఫైట్ మార్పిడి యొక్క థర్మోడైనమిక్స్ మరియు డైనమిక్స్‌ను లోతైన స్థాయిలో అన్వేషించడం అవసరం.
గ్రాఫైట్ పరిశ్రమ భవిష్యత్ అభివృద్ధికి ఇవి చాలా ముఖ్యమైనవి.