ఎలక్ట్రోడ్ పేస్ట్ మార్కెట్ వాటా, ట్రెండ్, వ్యాపార వ్యూహం మరియు 2027కి సూచన

గ్రాఫైట్ కృత్రిమ గ్రాఫైట్ మరియు సహజ గ్రాఫైట్‌గా విభజించబడింది, దాదాపు 2 బిలియన్ టన్నుల సహజ గ్రాఫైట్ యొక్క ప్రపంచ నిరూపితమైన నిల్వలు.
కృత్రిమ గ్రాఫైట్ సాధారణ ఒత్తిడిలో కార్బన్-కలిగిన పదార్థాల కుళ్ళిపోవడం మరియు వేడి చికిత్స ద్వారా పొందబడుతుంది. ఈ పరివర్తనకు చోదక శక్తిగా తగినంత అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు శక్తి అవసరం, మరియు క్రమరహిత నిర్మాణం ఆర్డర్ చేయబడిన గ్రాఫైట్ క్రిస్టల్ నిర్మాణంగా మార్చబడుతుంది.
గ్రాఫిటైజేషన్ అనేది 2000 ℃ అధిక ఉష్ణోగ్రత వేడి చికిత్స కార్బన్ అణువుల పునర్వ్యవస్థీకరణ ద్వారా కర్బన పదార్థం యొక్క విస్తృత అర్థంలో, అయితే 3000 ℃ గ్రాఫిటైజేషన్ కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలో కొన్ని కార్బన్ పదార్థాలు, ఈ రకమైన కార్బన్ పదార్థాలను "హార్డ్ బొగ్గు" అని పిలుస్తారు. సులభమైన గ్రాఫిటైజ్ చేయబడిన కార్బన్ పదార్థాలు, సాంప్రదాయ గ్రాఫిటైజేషన్ పద్ధతిలో అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు అధిక పీడన పద్ధతి, ఉత్ప్రేరక గ్రాఫిటైజేషన్, రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ పద్ధతి మొదలైనవి ఉన్నాయి.

గ్రాఫిటైజేషన్ అనేది కర్బన పదార్థాల యొక్క అధిక అదనపు విలువ వినియోగానికి సమర్థవంతమైన సాధనం. పండితుల విస్తృతమైన మరియు లోతైన పరిశోధన తర్వాత, ఇది ప్రాథమికంగా ఇప్పుడు పరిపక్వం చెందింది. అయితే, కొన్ని అననుకూల కారకాలు పరిశ్రమలో సాంప్రదాయ గ్రాఫిటైజేషన్ యొక్క అనువర్తనాన్ని పరిమితం చేస్తాయి, కాబట్టి కొత్త గ్రాఫిటైజేషన్ పద్ధతులను అన్వేషించడం అనివార్యమైన ధోరణి.

19వ శతాబ్దం నుండి కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ పద్ధతి ఒక శతాబ్దానికి పైగా అభివృద్ధి చెందింది, దాని ప్రాథమిక సిద్ధాంతం మరియు కొత్త పద్ధతులు నిరంతరం ఆవిష్కరణ మరియు అభివృద్ధి, ఇప్పుడు సాంప్రదాయ మెటలర్జికల్ పరిశ్రమకు మాత్రమే పరిమితం కాలేదు, 21వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో, లోహం కరిగిన ఉప్పు వ్యవస్థ ఘన ఆక్సైడ్ విద్యుద్విశ్లేషణ తగ్గింపు మూలక లోహాల తయారీ మరింత క్రియాశీలకంగా మారింది,
ఇటీవల, కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా గ్రాఫైట్ పదార్థాలను తయారుచేసే కొత్త పద్ధతి చాలా దృష్టిని ఆకర్షించింది.

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

ఈ పేపర్ 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 పదార్థం
ప్రస్తుతం, కృత్రిమ గ్రాఫైట్ యొక్క ప్రధాన ముడి పదార్థం సూది కోక్ మరియు అధిక గ్రాఫిటైజేషన్ డిగ్రీ కలిగిన పిచ్ కోక్, అవి చమురు అవశేషాలు మరియు బొగ్గు తారుతో ముడి పదార్థంగా తక్కువ సారంధ్రత, తక్కువ సల్ఫర్, తక్కువ బూడిదతో అధిక-నాణ్యత కార్బన్ పదార్థాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. గ్రాఫిటైజేషన్ యొక్క కంటెంట్ మరియు ప్రయోజనాలు, గ్రాఫైట్‌గా తయారైన తర్వాత, ప్రభావానికి మంచి ప్రతిఘటన, అధిక యాంత్రిక బలం, తక్కువ నిరోధకత,
అయినప్పటికీ, పరిమిత చమురు నిల్వలు మరియు హెచ్చుతగ్గుల చమురు ధరలు దాని అభివృద్ధిని పరిమితం చేశాయి, కాబట్టి కొత్త ముడి పదార్థాలను వెతకడం అత్యవసర సమస్యగా మారింది.
సాంప్రదాయ గ్రాఫిటైజేషన్ పద్ధతులు పరిమితులను కలిగి ఉంటాయి మరియు వివిధ గ్రాఫిటైజేషన్ పద్ధతులు వేర్వేరు ముడి పదార్థాలను ఉపయోగిస్తాయి. గ్రాఫిటైజ్ కాని కార్బన్ కోసం, సాంప్రదాయ పద్ధతులు దానిని గ్రాఫిటైజ్ చేయలేవు, అయితే కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ యొక్క ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ఫార్ములా ముడి పదార్థాల పరిమితిని విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది మరియు దాదాపు అన్ని సాంప్రదాయ కార్బన్ పదార్థాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

సాంప్రదాయ కార్బన్ పదార్థాలలో కార్బన్ బ్లాక్, యాక్టివేటెడ్ కార్బన్, బొగ్గు మొదలైనవి ఉన్నాయి, వీటిలో బొగ్గు అత్యంత ఆశాజనకంగా ఉంటుంది. బొగ్గు ఆధారిత సిరా బొగ్గును పూర్వగామిగా తీసుకుంటుంది మరియు ప్రీ-ట్రీట్మెంట్ తర్వాత అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద గ్రాఫైట్ ఉత్పత్తులలో తయారు చేయబడుతుంది.
ఇటీవల, ఈ కాగితం పెంగ్ వంటి కొత్త ఎలెక్ట్రోకెమికల్ పద్ధతులను ప్రతిపాదిస్తుంది, కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా గ్రాఫైట్ యొక్క అధిక స్ఫటికాకారంలో కార్బన్ నలుపును గ్రాఫైజ్ చేసే అవకాశం లేదు, రేకుల ఆకారంలో ఉన్న గ్రాఫైట్ నానోమీటర్ చిప్‌లను కలిగి ఉన్న గ్రాఫైట్ నమూనాల విద్యుద్విశ్లేషణ, అధిక నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం కలిగి ఉంది, లిథియం బ్యాటరీ కోసం ఉపయోగించినప్పుడు కాథోడ్ సహజ గ్రాఫైట్ కంటే అద్భుతమైన ఎలక్ట్రోకెమికల్ పనితీరును చూపింది.
జు మరియు ఇతరులు. డీషింగ్ ట్రీట్ చేయబడిన తక్కువ-నాణ్యత గల బొగ్గును 950 ℃ వద్ద విద్యుద్విశ్లేషణ కోసం CaCl2 కరిగిన ఉప్పు వ్యవస్థలో ఉంచారు మరియు అధిక స్ఫటికీకరణతో తక్కువ-నాణ్యత గల బొగ్గును గ్రాఫైట్‌గా విజయవంతంగా మార్చారు, ఇది లిథియం అయాన్ బ్యాటరీ యొక్క యానోడ్‌గా ఉపయోగించినప్పుడు మంచి రేటు పనితీరు మరియు సుదీర్ఘ చక్ర జీవితాన్ని చూపించింది. .
కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా వివిధ రకాల సాంప్రదాయ కార్బన్ పదార్థాలను గ్రాఫైట్‌గా మార్చడం సాధ్యమవుతుందని ప్రయోగం చూపిస్తుంది, ఇది భవిష్యత్తులో సింథటిక్ గ్రాఫైట్‌కు కొత్త మార్గాన్ని తెరుస్తుంది.
1.2 యొక్క యంత్రాంగం
కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ పద్ధతి కార్బన్ పదార్థాన్ని కాథోడ్‌గా ఉపయోగిస్తుంది మరియు క్యాథోడిక్ పోలరైజేషన్ ద్వారా అధిక స్ఫటికీకరణతో గ్రాఫైట్‌గా మారుస్తుంది. ప్రస్తుతం, ఇప్పటికే ఉన్న సాహిత్యం కాథోడిక్ పోలరైజేషన్ యొక్క సంభావ్య మార్పిడి ప్రక్రియలో ఆక్సిజన్ తొలగింపు మరియు కార్బన్ అణువుల సుదూర పునర్వ్యవస్థీకరణ గురించి ప్రస్తావించింది.
కార్బన్ పదార్థాలలో ఆక్సిజన్ ఉండటం కొంతవరకు గ్రాఫిటైజేషన్‌కు ఆటంకం కలిగిస్తుంది. సాంప్రదాయ గ్రాఫిటైజేషన్ ప్రక్రియలో, ఉష్ణోగ్రత 1600K కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఆక్సిజన్ నెమ్మదిగా తీసివేయబడుతుంది. అయినప్పటికీ, కాథోడిక్ పోలరైజేషన్ ద్వారా డీఆక్సిడైజ్ చేయడం చాలా సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది.

పెంగ్, మొదలైనవి మొదటిసారిగా కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ కాథోడిక్ పోలరైజేషన్ పొటెన్షియల్ మెకానిజమ్‌ను ముందుకు తెచ్చాయి, అవి గ్రాఫిటైజేషన్ చాలా ప్రారంభించడానికి స్థలం ఘన కార్బన్ మైక్రోస్పియర్స్/ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లో ఉంది, మొదటి కార్బన్ మైక్రోస్పియర్ ప్రాథమిక అదే వ్యాసం చుట్టూ ఏర్పడుతుంది. గ్రాఫైట్ షెల్, ఆపై పూర్తిగా గ్రాఫైట్ అయ్యే వరకు స్థిరమైన అన్‌హైడ్రస్ కార్బన్ కార్బన్ పరమాణువులు మరింత స్థిరమైన బాహ్య గ్రాఫైట్ ఫ్లేక్‌కి వ్యాపించవు,
గ్రాఫిటైజేషన్ ప్రక్రియ ఆక్సిజన్ తొలగింపుతో కూడి ఉంటుంది, ఇది ప్రయోగాల ద్వారా కూడా నిర్ధారించబడింది.
జిన్ మరియు ఇతరులు. ప్రయోగాల ద్వారా కూడా ఈ దృక్కోణాన్ని నిరూపించాడు. గ్లూకోజ్ యొక్క కార్బొనైజేషన్ తరువాత, గ్రాఫిటైజేషన్ (17% ఆక్సిజన్ కంటెంట్) నిర్వహించబడింది. 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, సాహిత్యంలో ఊహించిన మార్పిడి విధానం ప్రకారం గ్రాఫిటైజేషన్ తర్వాత కార్బన్ ఫైబర్‌లను గ్రాఫైట్ ట్యూబ్‌లుగా మార్చవచ్చు.

కార్బన్ పరమాణువుల కాథోడిక్ పోలరైజేషన్ కింద సుదూర కదలికలు జరుగుతాయని నమ్ముతారు, అధిక క్రిస్టల్ గ్రాఫైట్ నుండి నిరాకార కార్బన్ రీఅరేంజ్‌కి ప్రాసెస్ చేయాలి, సింథటిక్ గ్రాఫైట్ ప్రత్యేకమైన రేకులు ఆక్సిజన్ అణువుల నుండి ప్రయోజనం పొందిన నానోస్ట్రక్చర్‌లను ఆకృతి చేస్తాయి, అయితే గ్రాఫైట్ నానోమీటర్ నిర్మాణాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేయాలో స్పష్టంగా లేదు. కార్బన్ అస్థిపంజరం నుండి ఆక్సిజన్ వంటి కాథోడ్ ప్రతిచర్య తర్వాత ఎలా, మొదలైనవి.
ప్రస్తుతం, మెకానిజంపై పరిశోధన ఇంకా ప్రారంభ దశలోనే ఉంది మరియు మరింత పరిశోధన అవసరం.

1.3 సింథటిక్ గ్రాఫైట్ యొక్క పదనిర్మాణ లక్షణం
గ్రాఫైట్ యొక్క మైక్రోస్కోపిక్ ఉపరితల స్వరూపాన్ని పరిశీలించడానికి SEM ఉపయోగించబడుతుంది, 0.2 μm కంటే తక్కువ నిర్మాణ స్వరూపాన్ని గమనించడానికి TEM ఉపయోగించబడుతుంది, గ్రాఫైట్ యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని వర్గీకరించడానికి XRD మరియు రామన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ సాధారణంగా ఉపయోగించే సాధనాలు, క్రిస్టల్‌ను వర్గీకరించడానికి XRD ఉపయోగించబడుతుంది. గ్రాఫైట్ యొక్క సమాచారం, మరియు రామన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ గ్రాఫైట్ యొక్క లోపాలు మరియు ఆర్డర్ డిగ్రీని వర్గీకరించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

కరిగిన ఉప్పు విద్యుద్విశ్లేషణ యొక్క కాథోడ్ ధ్రువణత ద్వారా తయారు చేయబడిన గ్రాఫైట్‌లో అనేక రంధ్రాలు ఉన్నాయి. కార్బన్ బ్లాక్ విద్యుద్విశ్లేషణ వంటి వివిధ ముడి పదార్థాల కోసం, రేకుల వంటి పోరస్ నానోస్ట్రక్చర్‌లు పొందబడతాయి. విద్యుద్విశ్లేషణ తర్వాత కార్బన్ బ్లాక్‌పై XRD మరియు రామన్ స్పెక్ట్రమ్ విశ్లేషణలు నిర్వహించబడతాయి.
827 ℃ వద్ద, 1h కోసం 2.6V వోల్టేజ్‌తో చికిత్స చేసిన తర్వాత, కార్బన్ బ్లాక్ యొక్క రామన్ స్పెక్ట్రల్ ఇమేజ్ వాణిజ్య గ్రాఫైట్‌తో సమానంగా ఉంటుంది. కార్బన్ నలుపును వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతలతో చికిత్స చేసిన తర్వాత, పదునైన గ్రాఫైట్ లక్షణ శిఖరం (002) కొలుస్తారు. డిఫ్రాక్షన్ పీక్ (002) గ్రాఫైట్‌లోని సుగంధ కార్బన్ పొర యొక్క ధోరణి స్థాయిని సూచిస్తుంది.
కార్బన్ పొర పదునుగా ఉంటే, అది మరింత ఆధారితమైనది.

జు ప్రయోగంలో శుద్ధి చేయబడిన నాసిరకం బొగ్గును కాథోడ్‌గా ఉపయోగించారు మరియు గ్రాఫైజ్ చేయబడిన ఉత్పత్తి యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం గ్రాన్యులర్ నుండి పెద్ద గ్రాఫైట్ నిర్మాణానికి రూపాంతరం చెందింది మరియు గట్టి గ్రాఫైట్ పొర కూడా అధిక రేటు ప్రసార ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్‌లో గమనించబడింది.
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 ఉంటుంది. అదే సమయంలో, 2D శిఖరం యొక్క రూపాన్ని కూడా అధిక ఆర్డర్ చేసిన గ్రాఫైట్ నిర్మాణాన్ని సూచిస్తుంది.
XRD ఇమేజ్‌లోని పదునైన (002) డిఫ్రాక్షన్ పీక్ నాసిరకం బొగ్గును అధిక స్ఫటికీకరణతో గ్రాఫైట్‌గా మార్చడాన్ని కూడా నిర్ధారిస్తుంది.

గ్రాఫిటైజేషన్ ప్రక్రియలో, ఉష్ణోగ్రత మరియు వోల్టేజ్ పెరుగుదల ప్రోత్సాహక పాత్రను పోషిస్తుంది, అయితే అధిక వోల్టేజ్ గ్రాఫైట్ దిగుబడిని తగ్గిస్తుంది మరియు చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత లేదా చాలా ఎక్కువ గ్రాఫిటైజేషన్ సమయం వనరులను వృధా చేస్తుంది, కాబట్టి వివిధ కార్బన్ పదార్థాలకు , అత్యంత సముచితమైన విద్యుద్విశ్లేషణ పరిస్థితులను అన్వేషించడం చాలా ముఖ్యం, దృష్టి మరియు కష్టం కూడా.
ఈ రేకుల లాంటి ఫ్లేక్ నానోస్ట్రక్చర్ అద్భుతమైన ఎలక్ట్రోకెమికల్ లక్షణాలను కలిగి ఉంది. పెద్ద సంఖ్యలో రంధ్రాలు అయాన్లను త్వరగా చొప్పించడానికి/డీమ్‌బెడ్ చేయడానికి అనుమతిస్తాయి, బ్యాటరీల కోసం అధిక-నాణ్యత కాథోడ్ పదార్థాలను అందిస్తాయి, అందువలన, ఎలక్ట్రోకెమికల్ పద్ధతి గ్రాఫిటైజేషన్ చాలా సంభావ్య గ్రాఫిటైజేషన్ పద్ధతి.

కరిగిన ఉప్పు ఎలక్ట్రోడెపోజిషన్ పద్ధతి

2.1 కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క ఎలక్ట్రోడెపోజిషన్
అత్యంత ముఖ్యమైన గ్రీన్‌హౌస్ వాయువుగా, CO2 అనేది విషరహిత, హానిచేయని, చౌకగా మరియు సులభంగా లభించే పునరుత్పాదక వనరు. అయినప్పటికీ, CO2లోని కార్బన్ అత్యధిక ఆక్సీకరణ స్థితిలో ఉంది, కాబట్టి CO2 అధిక ఉష్ణగతిక స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది తిరిగి ఉపయోగించడం కష్టతరం చేస్తుంది.
CO2 ఎలక్ట్రోడెపోజిషన్‌పై తొలి పరిశోధన 1960ల నాటికే జరిగింది. ఇంగ్రామ్ మరియు ఇతరులు. Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 యొక్క కరిగిన ఉప్పు వ్యవస్థలో బంగారు ఎలక్ట్రోడ్‌పై కార్బన్‌ను విజయవంతంగా సిద్ధం చేసింది.

వాన్ మరియు ఇతరులు. వివిధ తగ్గింపు పొటెన్షియల్స్ వద్ద పొందిన కార్బన్ పౌడర్‌లు గ్రాఫైట్, అమోర్ఫస్ కార్బన్ మరియు కార్బన్ నానోఫైబర్‌లతో సహా విభిన్న నిర్మాణాలను కలిగి ఉన్నాయని ఎత్తి చూపారు.
CO2ని సంగ్రహించడానికి కరిగిన ఉప్పు మరియు కార్బన్ మెటీరియల్ విజయాన్ని తయారుచేసే పద్ధతి ద్వారా, పరిశోధనా పండితులు సుదీర్ఘకాలం తర్వాత కార్బన్ నిక్షేపణ ఫార్మేషన్ మెకానిజం మరియు తుది ఉత్పత్తిపై విద్యుద్విశ్లేషణ పరిస్థితుల ప్రభావంపై దృష్టి పెట్టారు, ఇందులో విద్యుద్విశ్లేషణ ఉష్ణోగ్రత, విద్యుద్విశ్లేషణ వోల్టేజ్ మరియు కూర్పు ఉన్నాయి. కరిగిన ఉప్పు మరియు ఎలక్ట్రోడ్లు మొదలైనవి, CO2 యొక్క ఎలక్ట్రోడెపోజిషన్ కోసం గ్రాఫైట్ పదార్థాల అధిక పనితీరును తయారు చేయడం ఒక ఘన పునాదిని వేసింది.

ఎలక్ట్రోలైట్‌ని మార్చడం ద్వారా మరియు అధిక CO2 క్యాప్చర్ సామర్థ్యంతో CaCl2-ఆధారిత కరిగిన ఉప్పు వ్యవస్థను ఉపయోగించడం ద్వారా, Hu et al. 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 సిద్ధం చేసింది.
కార్బోనేట్ వ్యవస్థతో పోలిస్తే, CaCl2 చౌకగా మరియు సులభంగా పొందడం, అధిక వాహకత, నీటిలో సులభంగా కరిగిపోవడం మరియు ఆక్సిజన్ అయాన్ల యొక్క అధిక ద్రావణీయత వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, ఇవి CO2ని అధిక అదనపు విలువతో గ్రాఫైట్ ఉత్పత్తులుగా మార్చడానికి సైద్ధాంతిక పరిస్థితులను అందిస్తాయి.

2.2 పరివర్తన యంత్రాంగం
కరిగిన ఉప్పు నుండి CO2 యొక్క ఎలక్ట్రోడెపోజిషన్ ద్వారా అధిక విలువ-ఆధారిత కార్బన్ పదార్థాల తయారీలో ప్రధానంగా CO2 క్యాప్చర్ మరియు పరోక్ష తగ్గింపు ఉంటుంది. CO2 సంగ్రహణ సమీకరణం (1)లో చూపిన విధంగా కరిగిన ఉప్పులో ఉచిత O2 ద్వారా పూర్తి చేయబడుతుంది:
CO2+O2-→CO3 2- (1)
ప్రస్తుతం, మూడు పరోక్ష తగ్గింపు ప్రతిచర్య విధానాలు ప్రతిపాదించబడ్డాయి: ఒక-దశ ప్రతిచర్య, రెండు-దశల ప్రతిచర్య మరియు మెటల్ తగ్గింపు ప్రతిచర్య విధానం.
సమీకరణం (2)లో చూపిన విధంగా ఒక-దశ ప్రతిచర్య యంత్రాంగాన్ని మొదట ఇంగ్రామ్ ప్రతిపాదించింది:
CO3 2-+ 4E – →C+3O2- (2)
ఈక్వేషన్ (3-4)లో చూపిన విధంగా రెండు-దశల ప్రతిచర్య యంత్రాంగాన్ని బోరుకా మరియు ఇతరులు ప్రతిపాదించారు:
CO3 2-+ 2E – →CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – →C+2O2- (4)
లోహ తగ్గింపు ప్రతిచర్య యొక్క యంత్రాంగాన్ని డీన్‌హార్డ్ట్ మరియు ఇతరులు ప్రతిపాదించారు. లోహ అయాన్లు మొదట కాథోడ్‌లో లోహానికి తగ్గించబడిందని వారు విశ్వసించారు, ఆపై ఈక్వేషన్ (5~6)లో చూపిన విధంగా లోహాన్ని కార్బోనేట్ అయాన్‌లుగా తగ్గించారు:
M- + E – →M (5)
4 మీ + M2CO3 – > C + 3 m2o (6)

ప్రస్తుతం, ఇప్పటికే ఉన్న సాహిత్యంలో ఒక-దశ ప్రతిచర్య విధానం సాధారణంగా ఆమోదించబడింది.
యిన్ మరియు ఇతరులు. Li-Na-K కార్బోనేట్ వ్యవస్థను నికెల్‌తో క్యాథోడ్‌గా, టిన్ డయాక్సైడ్‌ను యానోడ్‌గా మరియు సిల్వర్ వైర్‌ను రిఫరెన్స్ ఎలక్ట్రోడ్‌గా అధ్యయనం చేసి, నికెల్ కాథోడ్ వద్ద మూర్తి 2 (స్కానింగ్ రేటు 100 mV/s)లో సైక్లిక్ వోల్టామెట్రీ టెస్ట్ ఫిగర్‌ను పొందింది మరియు కనుగొనబడింది ప్రతికూల స్కానింగ్‌లో ఒకే ఒక తగ్గింపు శిఖరం (-2.0V వద్ద) ఉంది.
అందువల్ల, కార్బోనేట్ తగ్గింపు సమయంలో ఒక ప్రతిచర్య మాత్రమే సంభవించిందని నిర్ధారించవచ్చు.

గావో మరియు ఇతరులు. అదే కార్బోనేట్ వ్యవస్థలో అదే సైక్లిక్ వోల్టామెట్రీని పొందింది.
Ge et al. LiCl-Li2CO3 సిస్టమ్‌లో CO2ని సంగ్రహించడానికి జడ యానోడ్ మరియు టంగ్‌స్టన్ కాథోడ్‌లను ఉపయోగించారు మరియు సారూప్య చిత్రాలను పొందారు మరియు ప్రతికూల స్కానింగ్‌లో కార్బన్ నిక్షేపణ యొక్క తగ్గింపు శిఖరం మాత్రమే కనిపించింది.
ఆల్కలీన్ మెటల్ కరిగిన ఉప్పు వ్యవస్థలో, కాథోడ్ ద్వారా కార్బన్ నిక్షేపించబడినప్పుడు క్షార లోహాలు మరియు CO ఉత్పత్తి అవుతాయి. అయినప్పటికీ, కార్బన్ నిక్షేపణ ప్రతిచర్య యొక్క థర్మోడైనమిక్ పరిస్థితులు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద తక్కువగా ఉన్నందున, ప్రయోగంలో కార్బోనేట్‌ను కార్బన్‌గా తగ్గించడం మాత్రమే కనుగొనబడుతుంది.

2.3 గ్రాఫైట్ ఉత్పత్తులను సిద్ధం చేయడానికి కరిగిన ఉప్పు ద్వారా CO2 సంగ్రహణ
ప్రయోగాత్మక పరిస్థితులను నియంత్రించడం ద్వారా కరిగిన ఉప్పు నుండి CO2 యొక్క ఎలక్ట్రోడెపోజిషన్ ద్వారా గ్రాఫేన్ మరియు కార్బన్ నానోట్యూబ్‌ల వంటి అధిక-విలువ-జోడించిన గ్రాఫైట్ సూక్ష్మ పదార్ధాలను తయారు చేయవచ్చు. హు మరియు ఇతరులు. CaCl2-NaCl-CaO కరిగిన ఉప్పు వ్యవస్థలో స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌ను కాథోడ్‌గా ఉపయోగించారు మరియు వివిధ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద 2.6V స్థిరమైన వోల్టేజ్ పరిస్థితిలో 4h వరకు విద్యుద్విశ్లేషణ చేయబడింది.
ఇనుము యొక్క ఉత్ప్రేరకానికి ధన్యవాదాలు మరియు గ్రాఫైట్ పొరల మధ్య CO యొక్క పేలుడు ప్రభావం, క్యాథోడ్ ఉపరితలంపై గ్రాఫేన్ కనుగొనబడింది. గ్రాఫేన్ తయారీ ప్రక్రియ అంజీర్ 3లో చూపబడింది.
చిత్రం
తరువాత అధ్యయనాలు CaCl2-NaClCaO కరిగిన ఉప్పు వ్యవస్థ ఆధారంగా Li2SO4ను జోడించాయి, విద్యుద్విశ్లేషణ ఉష్ణోగ్రత 625 ℃, 4h విద్యుద్విశ్లేషణ తర్వాత, అదే సమయంలో కార్బన్ యొక్క కాథోడిక్ నిక్షేపణలో గ్రాఫేన్ మరియు కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు కనుగొనబడ్డాయి, అధ్యయనం Li+ మరియు SO4 2 - గ్రాఫిటైజేషన్‌పై సానుకూల ప్రభావాన్ని తీసుకురావడానికి.
సల్ఫర్ కూడా కార్బన్ బాడీలో విజయవంతంగా విలీనం చేయబడింది మరియు విద్యుద్విశ్లేషణ పరిస్థితులను నియంత్రించడం ద్వారా అల్ట్రా-సన్నని గ్రాఫైట్ షీట్లు మరియు ఫిలమెంటస్ కార్బన్‌ను పొందవచ్చు.

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

3. సారాంశం మరియు ఔట్లుక్
కొత్త శక్తి పరిశ్రమ యొక్క వేగవంతమైన అభివృద్ధితో, సహజ గ్రాఫైట్ ప్రస్తుత డిమాండ్‌ను తీర్చలేకపోయింది మరియు కృత్రిమ గ్రాఫైట్ సహజ గ్రాఫైట్ కంటే మెరుగైన భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలను కలిగి ఉంది, కాబట్టి చౌక, సమర్థవంతమైన మరియు పర్యావరణ అనుకూల గ్రాఫిటైజేషన్ దీర్ఘకాలిక లక్ష్యం.
ఎలెక్ట్రోకెమికల్ పద్ధతులు ఘన మరియు వాయు ముడి పదార్థాలలో గ్రాఫిటైజేషన్ క్యాథోడిక్ పోలరైజేషన్ మరియు ఎలక్ట్రోకెమికల్ డిపాజిషన్ పద్ధతిలో గ్రాఫైట్ మెటీరియల్స్ నుండి అధిక అదనపు విలువతో విజయవంతంగా బయటపడింది, సాంప్రదాయ గ్రాఫిటైజేషన్ పద్ధతితో పోలిస్తే, ఎలక్ట్రోకెమికల్ పద్ధతి అధిక సామర్థ్యం, ​​తక్కువ శక్తి వినియోగం, ఆకుపచ్చ పర్యావరణ పరిరక్షణ, ఒకే సమయంలో ఎంపిక చేసిన పదార్థాల ద్వారా చిన్న పరిమితులకు, వివిధ విద్యుద్విశ్లేషణ పరిస్థితుల ప్రకారం గ్రాఫైట్ నిర్మాణం యొక్క వివిధ పదనిర్మాణంలో తయారు చేయవచ్చు,
ఇది అన్ని రకాల నిరాకార కార్బన్ మరియు గ్రీన్‌హౌస్ వాయువులను విలువైన నానో-స్ట్రక్చర్డ్ గ్రాఫైట్ పదార్థాలుగా మార్చడానికి సమర్థవంతమైన మార్గాన్ని అందిస్తుంది మరియు మంచి అప్లికేషన్ ప్రాస్పెక్ట్‌ను కలిగి ఉంది.
ప్రస్తుతం, ఈ సాంకేతికత ప్రారంభ దశలో ఉంది. ఎలెక్ట్రోకెమికల్ పద్ధతి ద్వారా గ్రాఫిటైజేషన్‌పై కొన్ని అధ్యయనాలు ఉన్నాయి మరియు ఇంకా చాలా తెలియని ప్రక్రియలు ఉన్నాయి. అందువల్ల, ముడి పదార్థాల నుండి ప్రారంభించడం మరియు వివిధ నిరాకార కార్బన్‌లపై సమగ్రమైన మరియు క్రమబద్ధమైన అధ్యయనాన్ని నిర్వహించడం అవసరం మరియు అదే సమయంలో గ్రాఫైట్ మార్పిడి యొక్క థర్మోడైనమిక్స్ మరియు డైనమిక్స్‌ను లోతైన స్థాయిలో అన్వేషించడం అవసరం.
గ్రాఫైట్ పరిశ్రమ యొక్క భవిష్యత్తు అభివృద్ధికి ఇవి చాలా విస్తృతమైన ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉన్నాయి.