इलेक्ट्रोड पेस्ट बजार हिस्सा, प्रवृत्ति, व्यापार रणनीति र २०२७ सम्मको पूर्वानुमान

ग्रेफाइटलाई कृत्रिम ग्रेफाइट र प्राकृतिक ग्रेफाइटमा विभाजन गरिएको छ, विश्वमा प्राकृतिक ग्रेफाइटको प्रमाणित भण्डार लगभग २ अर्ब टन छ।
सामान्य दबाबमा कार्बन युक्त सामग्रीहरूको विघटन र ताप उपचारद्वारा कृत्रिम ग्रेफाइट प्राप्त गरिन्छ। यो रूपान्तरणलाई चालक शक्तिको रूपमा पर्याप्त उच्च तापक्रम र ऊर्जा चाहिन्छ, र अव्यवस्थित संरचनालाई क्रमबद्ध ग्रेफाइट क्रिस्टल संरचनामा रूपान्तरण गरिनेछ।
ग्राफिटाइजेसन भनेको २००० ℃ भन्दा माथिको उच्च तापक्रम ताप उपचार कार्बन परमाणु पुनर्संरचना मार्फत कार्बोनेसियस सामग्रीको व्यापक अर्थमा हो, यद्यपि ३००० ℃ भन्दा माथिको उच्च तापक्रममा केही कार्बन सामग्रीहरू ग्राफिटाइजेसन, यस प्रकारको कार्बन सामग्रीहरूलाई "कडा चारकोल" भनेर चिनिन्थ्यो, सजिलो ग्राफिटाइज्ड कार्बन सामग्रीहरूको लागि, परम्परागत ग्राफिटाइजेसन विधिमा उच्च तापक्रम र उच्च चाप विधि, उत्प्रेरक ग्राफिटाइजेसन, रासायनिक वाष्प निक्षेप विधि, आदि समावेश छन्।

ग्राफिटाइजेसन कार्बनसियस सामग्रीहरूको उच्च मूल्य अभिवृद्धि गर्ने प्रभावकारी माध्यम हो। विद्वानहरूद्वारा गरिएको व्यापक र गहन अनुसन्धान पछि, यो अब मूल रूपमा परिपक्व भएको छ। यद्यपि, केही प्रतिकूल कारकहरूले उद्योगमा परम्परागत ग्राफिटाइजेसनको प्रयोगलाई सीमित गर्छन्, त्यसैले नयाँ ग्राफिटाइजेसन विधिहरू अन्वेषण गर्नु अपरिहार्य प्रवृत्ति हो।

१९ औं शताब्दीदेखि पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलिसिस विधि विकासको एक शताब्दीभन्दा बढी समयदेखि चलिरहेको छ, यसको आधारभूत सिद्धान्त र नयाँ विधिहरू निरन्तर नवीनता र विकासमा छन्, अब परम्परागत धातुकर्म उद्योगमा सीमित छैन, २१ औं शताब्दीको सुरुमा, पग्लिएको नुन प्रणालीमा धातु ठोस अक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक घटाउने तयारी मौलिक धातुहरूको केन्द्रबिन्दु बनेको छ।
हालै, पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलिसिसद्वारा ग्रेफाइट सामग्री तयार गर्ने नयाँ विधिले धेरै ध्यान आकर्षित गरेको छ।

क्याथोडिक ध्रुवीकरण र इलेक्ट्रोडपोजिसनको माध्यमबाट, कार्बन कच्चा पदार्थका दुई फरक रूपहरूलाई उच्च मूल्य थपिएको न्यानो-ग्रेफाइट सामग्रीमा रूपान्तरण गरिन्छ। परम्परागत ग्राफिटाइजेसन प्रविधिको तुलनामा, नयाँ ग्राफिटाइजेसन विधिमा कम ग्राफिटाइजेसन तापक्रम र नियन्त्रणयोग्य आकारविज्ञानका फाइदाहरू छन्।

यस पेपरले इलेक्ट्रोकेमिकल विधिद्वारा ग्राफिटाइजेसनको प्रगतिको समीक्षा गर्दछ, यो नयाँ प्रविधिको परिचय दिन्छ, यसको फाइदा र बेफाइदाहरूको विश्लेषण गर्दछ, र यसको भविष्यको विकास प्रवृत्तिको सम्भावना राख्छ।

पहिलो, पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलाइटिक क्याथोड ध्रुवीकरण विधि

१.१ कच्चा पदार्थ
हाल, कृत्रिम ग्रेफाइटको मुख्य कच्चा पदार्थ उच्च ग्राफिटाइजेसन डिग्रीको सुई कोक र पिच कोक हो, अर्थात् तेलको अवशेष र कोइला टारलाई कच्चा पदार्थको रूपमा प्रयोग गरेर उच्च गुणस्तरको कार्बन सामग्री उत्पादन गरिन्छ, जसमा कम पोरोसिटी, कम सल्फर, कम खरानी सामग्री र ग्राफिटाइजेसनका फाइदाहरू हुन्छन्। ग्रेफाइटमा तयारी गरेपछि प्रभाव प्रतिरोध राम्रो हुन्छ, उच्च यांत्रिक शक्ति हुन्छ, कम प्रतिरोधात्मकता हुन्छ।
यद्यपि, सीमित तेल भण्डार र तेलको मूल्यमा उतारचढाव आएर यसको विकासमा अवरोध आएको छ, त्यसैले नयाँ कच्चा पदार्थको खोजी समाधान गर्नुपर्ने तत्काल समस्या बनेको छ।
परम्परागत ग्राफिटाइजेसन विधिहरूमा सीमितताहरू हुन्छन्, र विभिन्न ग्राफिटाइजेसन विधिहरूले फरक-फरक कच्चा पदार्थहरू प्रयोग गर्छन्। गैर-ग्राफिटाइज्ड कार्बनको लागि, परम्परागत विधिहरूले यसलाई मुश्किलले ग्राफिटाइज गर्न सक्छन्, जबकि पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलिसिसको इलेक्ट्रोकेमिकल सूत्रले कच्चा पदार्थको सीमा तोड्छ, र लगभग सबै परम्परागत कार्बन सामग्रीहरूको लागि उपयुक्त छ।

परम्परागत कार्बन सामग्रीहरूमा कार्बन ब्ल्याक, सक्रिय कार्बन, कोइला, आदि समावेश छन्, जसमध्ये कोइला सबैभन्दा आशाजनक छ। कोइला-आधारित मसीले कोइलालाई अग्रदूतको रूपमा लिन्छ र पूर्व-उपचार पछि उच्च तापक्रममा ग्रेफाइट उत्पादनहरूमा तयार पारिन्छ।
हालै, यस पेपरले नयाँ इलेक्ट्रोकेमिकल विधिहरू प्रस्ताव गर्दछ, जस्तै पेङ, पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा कार्बन ब्ल्याकलाई ग्रेफाइटको उच्च क्रिस्टलिनिटीमा ग्राफिटाइज गर्ने सम्भावना छैन। पंखुडी आकारको ग्रेफाइट न्यानोमिटर चिप्स भएको ग्रेफाइट नमूनाहरूको इलेक्ट्रोलिसिसमा उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र हुन्छ, लिथियम ब्याट्री क्याथोडको लागि प्रयोग गर्दा उत्कृष्ट इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन प्राकृतिक ग्रेफाइट भन्दा बढी देखायो।
झू एट अलले डिशिङ प्रशोधित कम गुणस्तरको कोइलालाई ९५० ℃ मा इलेक्ट्रोलिसिसको लागि CaCl2 पग्लिएको नुन प्रणालीमा राखे, र कम गुणस्तरको कोइलालाई उच्च क्रिस्टलिनिटी भएको ग्रेफाइटमा सफलतापूर्वक रूपान्तरण गरे, जसले लिथियम आयन ब्याट्रीको एनोडको रूपमा प्रयोग गर्दा राम्रो दर प्रदर्शन र लामो चक्र जीवन देखाएको थियो।
प्रयोगले पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलिसिसको माध्यमबाट विभिन्न प्रकारका परम्परागत कार्बन सामग्रीहरूलाई ग्रेफाइटमा रूपान्तरण गर्न सम्भव छ भनी देखाउँछ, जसले भविष्यको सिंथेटिक ग्रेफाइटको लागि नयाँ बाटो खोल्छ।
१.२ को संयन्त्र
पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलिसिस विधिले कार्बन पदार्थलाई क्याथोडको रूपमा प्रयोग गर्छ र क्याथोडिक ध्रुवीकरणको माध्यमबाट उच्च क्रिस्टलिनिटी भएको ग्रेफाइटमा रूपान्तरण गर्छ। हाल, अवस्थित साहित्यले क्याथोडिक ध्रुवीकरणको सम्भावित रूपान्तरण प्रक्रियामा अक्सिजन हटाउने र कार्बन परमाणुहरूको लामो दूरीको पुनर्व्यवस्थित गर्ने उल्लेख गर्दछ।
कार्बन पदार्थहरूमा अक्सिजनको उपस्थितिले केही हदसम्म ग्राफिटाइजेसनमा बाधा पुर्‍याउँछ। परम्परागत ग्राफिटाइजेसन प्रक्रियामा, तापक्रम १६०० किलोवाटभन्दा बढी हुँदा अक्सिजन बिस्तारै हटाइनेछ। यद्यपि, क्याथोडिक ध्रुवीकरण मार्फत डिअक्सिडाइज गर्न अत्यन्तै सुविधाजनक छ।

पेङ आदिले पहिलो पटक प्रयोगहरूमा पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलिसिस क्याथोडिक ध्रुवीकरण सम्भाव्य संयन्त्रलाई अगाडि बढाए, अर्थात् ग्राफिटाइजेसन सबैभन्दा सुरु गर्ने ठाउँ ठोस कार्बन माइक्रोस्फियर/इलेक्ट्रोलाइट इन्टरफेसमा अवस्थित हुनुपर्छ, पहिले कार्बन माइक्रोस्फियर आधारभूत समान व्यासको ग्रेफाइट खोलको वरिपरि बन्छ, र त्यसपछि कहिल्यै स्थिर हुँदैन निर्जल कार्बन कार्बन परमाणुहरू पूर्ण रूपमा ग्राफिटाइज नभएसम्म बढी स्थिर बाहिरी ग्रेफाइट फ्लेकमा फैलिन्छन्,
ग्राफिटाइजेसन प्रक्रिया अक्सिजन हटाउने प्रक्रियासँगै हुन्छ, जुन प्रयोगहरूद्वारा पनि पुष्टि हुन्छ।
जिन आदिले पनि प्रयोगहरू मार्फत यो दृष्टिकोण प्रमाणित गरे। ग्लुकोजको कार्बनाइजेशन पछि, ग्राफिटाइजेशन (१७% अक्सिजन सामग्री) गरियो। ग्राफिटाइजेशन पछि, मूल ठोस कार्बन गोलाहरू (चित्र १a र १c) ले ग्रेफाइट न्यानोशीटहरू (चित्र १b र १d) बाट बनेको छिद्रपूर्ण खोल बनायो।
कार्बन फाइबर (१६% अक्सिजन) को इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा, साहित्यमा अनुमान गरिएको रूपान्तरण संयन्त्र अनुसार ग्राफिटाइजेसन पछि कार्बन फाइबरहरूलाई ग्रेफाइट ट्यूबमा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ।

लामो दूरीको आन्दोलन कार्बन परमाणुहरूको क्याथोडिक ध्रुवीकरण अन्तर्गत हुन्छ भन्ने विश्वास गरिन्छ, उच्च क्रिस्टल ग्रेफाइटलाई अनाकार कार्बन पुनर्व्यवस्थित गर्न प्रक्रिया गर्नुपर्छ, सिंथेटिक ग्रेफाइट अद्वितीय पंखुडीहरूले अक्सिजन परमाणुहरूबाट लाभान्वित न्यानोस्ट्रक्चरहरू बनाउँछन्, तर ग्रेफाइट न्यानोमिटर संरचनालाई कसरी प्रभाव पार्ने भन्ने विशिष्ट स्पष्ट छैन, जस्तै क्याथोड प्रतिक्रियामा कार्बन कंकालबाट अक्सिजन कसरी निस्कन्छ, आदि।
हाल, संयन्त्रको अनुसन्धान अझै प्रारम्भिक चरणमा छ, र थप अनुसन्धान आवश्यक छ।

१.३ सिंथेटिक ग्रेफाइटको रूपात्मक विशेषता
SEM प्रयोग गरी ग्रेफाइटको सूक्ष्म सतह आकारविज्ञान अवलोकन गरिन्छ, TEM प्रयोग गरी ०.२ μm भन्दा कमको संरचनात्मक आकारविज्ञान अवलोकन गरिन्छ, XRD र रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी ग्रेफाइटको सूक्ष्म संरचनाको विशेषता निर्धारण गर्न सबैभन्दा बढी प्रयोग हुने माध्यम हुन्, XRD प्रयोग गरी ग्रेफाइटको क्रिस्टल जानकारीको विशेषता निर्धारण गरिन्छ, र रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी ग्रेफाइटको दोषहरू र क्रमबद्ध डिग्रीको विशेषता निर्धारण गर्न प्रयोग गरिन्छ।

पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलिसिसको क्याथोड ध्रुवीकरणद्वारा तयार पारिएको ग्रेफाइटमा धेरै छिद्रहरू हुन्छन्। कार्बन ब्ल्याक इलेक्ट्रोलिसिस जस्ता विभिन्न कच्चा पदार्थहरूको लागि, पंखुडी जस्तो छिद्रपूर्ण न्यानो संरचनाहरू प्राप्त गरिन्छ। इलेक्ट्रोलिसिस पछि कार्बन ब्ल्याकमा XRD र रमन स्पेक्ट्रम विश्लेषण गरिन्छ।
८२७ ℃ मा, १ घण्टाको लागि २.६V भोल्टेजको उपचार गरिसकेपछि, कार्बन ब्ल्याकको रमन वर्णक्रमीय छवि लगभग व्यावसायिक ग्रेफाइटको जस्तै हुन्छ। कार्बन ब्ल्याकलाई फरक तापक्रमसँग उपचार गरिसकेपछि, तीव्र ग्रेफाइट विशेषता शिखर (००२) मापन गरिन्छ। विवर्तन शिखर (००२) ले ग्रेफाइटमा सुगन्धित कार्बन तहको अभिविन्यासको डिग्रीलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।
कार्बन तह जति तिखो हुन्छ, त्यति नै उन्मुख हुन्छ।

झुले प्रयोगमा शुद्ध गरिएको निम्न कोइलालाई क्याथोडको रूपमा प्रयोग गरे, र ग्राफिटाइज्ड उत्पादनको माइक्रोस्ट्रक्चरलाई दानेदारबाट ठूलो ग्रेफाइट संरचनामा रूपान्तरण गरियो, र टाइट ग्रेफाइट तहलाई उच्च दर प्रसारण इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप अन्तर्गत पनि अवलोकन गरियो।
रमन स्पेक्ट्रामा, प्रयोगात्मक अवस्था परिवर्तनसँगै, ID/Ig मान पनि परिवर्तन भयो। जब इलेक्ट्रोलाइटिक तापमान ९५० ℃ थियो, इलेक्ट्रोलाइटिक समय ६ घण्टा थियो, र इलेक्ट्रोलाइटिक भोल्टेज २.६V थियो, सबैभन्दा कम ID/Ig मान ०.३ थियो, र D शिखर G शिखर भन्दा धेरै कम थियो। एकै समयमा, २D शिखरको उपस्थितिले उच्च क्रमबद्ध ग्रेफाइट संरचनाको गठनलाई पनि प्रतिनिधित्व गर्‍यो।
XRD छविमा रहेको तीव्र (००२) विवर्तन शिखरले उच्च क्रिस्टलिनिटी भएको निम्न कोइलाको ग्रेफाइटमा सफल रूपान्तरणको पुष्टि गर्दछ।

ग्राफिटाइजेसन प्रक्रियामा, तापक्रम र भोल्टेजको वृद्धिले प्रवर्द्धनात्मक भूमिका खेल्नेछ, तर धेरै उच्च भोल्टेजले ग्रेफाइटको उत्पादन घटाउनेछ, र धेरै उच्च तापक्रम वा धेरै लामो ग्राफिटाइजेसन समयले स्रोतहरूको बर्बादी निम्त्याउनेछ, त्यसैले विभिन्न कार्बन सामग्रीहरूको लागि, यो विशेष गरी महत्त्वपूर्ण छ। सबैभन्दा उपयुक्त इलेक्ट्रोलाइटिक अवस्थाहरू अन्वेषण गर्न, फोकस र कठिनाई पनि हो।
यो पंखुडी जस्तो फ्लेक न्यानोस्ट्रक्चरमा उत्कृष्ट इलेक्ट्रोकेमिकल गुणहरू छन्। ठूलो संख्यामा छिद्रहरूले आयनहरूलाई छिटो घुसाउन/डिइम्बेड गर्न अनुमति दिन्छ, जसले ब्याट्रीहरू, आदिको लागि उच्च-गुणस्तरको क्याथोड सामग्रीहरू प्रदान गर्दछ। त्यसकारण, इलेक्ट्रोकेमिकल विधि ग्राफिटाइजेसन एक धेरै सम्भावित ग्राफिटाइजेसन विधि हो।

पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोडपोजिसन विधि

२.१ कार्बन डाइअक्साइडको इलेक्ट्रोडिजोजेसन
सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण हरितगृह ग्यासको रूपमा, CO2 एक गैर-विषाक्त, हानिरहित, सस्तो र सजिलै उपलब्ध नवीकरणीय स्रोत पनि हो। यद्यपि, CO2 मा कार्बन उच्चतम अक्सीकरण अवस्थामा हुन्छ, त्यसैले CO2 मा उच्च थर्मोडायनामिक स्थिरता हुन्छ, जसले गर्दा यसलाई पुन: प्रयोग गर्न गाह्रो हुन्छ।
CO2 इलेक्ट्रोडपोजिसनको बारेमा सबैभन्दा प्रारम्भिक अनुसन्धान १९६० को दशकमा पत्ता लगाउन सकिन्छ। इन्ग्राम एट अलले Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 को पग्लिएको नुन प्रणालीमा सुनको इलेक्ट्रोडमा कार्बन सफलतापूर्वक तयार गरे।

भ्यान एट अलले औंल्याए कि विभिन्न रिडक्सन क्षमतामा प्राप्त कार्बन पाउडरहरूमा ग्रेफाइट, अनाकार कार्बन र कार्बन न्यानोफाइबरहरू सहित फरक संरचनाहरू थिए।
पग्लिएको नुनद्वारा CO2 कब्जा गर्ने र कार्बन पदार्थको सफलताको तयारी विधिद्वारा, लामो समयसम्म अनुसन्धान विद्वानहरूले कार्बन निक्षेपण गठन संयन्त्र र अन्तिम उत्पादनमा इलेक्ट्रोलिसिस अवस्थाको प्रभावमा ध्यान केन्द्रित गरेपछि, जसमा इलेक्ट्रोलाइटिक तापक्रम, इलेक्ट्रोलाइटिक भोल्टेज र पग्लिएको नुन र इलेक्ट्रोडहरूको संरचना, आदि समावेश छन्। CO2 को इलेक्ट्रोडपोजिसनको लागि उच्च प्रदर्शन ग्रेफाइट सामग्रीको तयारीले बलियो जग बसालेको छ।

इलेक्ट्रोलाइट परिवर्तन गरेर र उच्च CO2 क्याप्चर दक्षता भएको CaCl2-आधारित पग्लिएको नुन प्रणाली प्रयोग गरेर, हु एट अलले इलेक्ट्रोलिसिस तापक्रम, इलेक्ट्रोड संरचना र पग्लिएको नुन संरचना जस्ता इलेक्ट्रोलाइटिक अवस्थाहरूको अध्ययन गरेर उच्च ग्राफिटाइजेसन डिग्री र कार्बन नानोट्यूबहरू र अन्य नानोग्राफाइट संरचनाहरू सहितको ग्राफिन सफलतापूर्वक तयार गरे।
कार्बोनेट प्रणालीको तुलनामा, CaCl2 मा सस्तो र प्राप्त गर्न सजिलो, उच्च चालकता, पानीमा घुलनशीलता, र अक्सिजन आयनहरूको उच्च घुलनशीलता जस्ता फाइदाहरू छन्, जसले CO2 लाई उच्च थप मूल्यको साथ ग्रेफाइट उत्पादनहरूमा रूपान्तरणको लागि सैद्धान्तिक अवस्था प्रदान गर्दछ।

२.२ रूपान्तरण संयन्त्र
पग्लिएको नुनबाट CO2 को इलेक्ट्रोडपोजिसन गरेर उच्च मूल्य अभिवृद्धि गरिएको कार्बन पदार्थको तयारीमा मुख्यतया CO2 क्याप्चर र अप्रत्यक्ष कटौती समावेश हुन्छ। समीकरण (१) मा देखाइए अनुसार, पग्लिएको नुनमा मुक्त O2- द्वारा CO2 क्याप्चर पूरा हुन्छ:
CO2+O2-→CO3 २- (१)
हाल, तीन अप्रत्यक्ष कटौती प्रतिक्रिया संयन्त्रहरू प्रस्ताव गरिएको छ: एक-चरण प्रतिक्रिया, दुई-चरण प्रतिक्रिया र धातु कटौती प्रतिक्रिया संयन्त्र।
समीकरण (२) मा देखाइए अनुसार, एक-चरण प्रतिक्रिया संयन्त्र पहिलो पटक इन्ग्राम द्वारा प्रस्ताव गरिएको थियो:
CO3 २-+ ४E – →C+३O२- (२)
समीकरण (३-४) मा देखाइए अनुसार, दुई-चरण प्रतिक्रिया संयन्त्र बोरुका एट अल द्वारा प्रस्ताव गरिएको थियो:
CO3 2-+ 2E – →CO2 2-+O2- (3)
CO2 २-+ २E – →C+२O२- (४)
धातु घटाउने प्रतिक्रियाको संयन्त्र डीनहार्ट एट अल द्वारा प्रस्ताव गरिएको थियो। उनीहरूले विश्वास गर्थे कि धातु आयनहरू पहिले क्याथोडमा धातुमा घटाइयो, र त्यसपछि धातुलाई कार्बोनेट आयनहरूमा घटाइयो, जस्तै समीकरण (5~6) मा देखाइएको छ:
म- + इ – →म (५)
४ मिटर + M2CO3 – > C + ३ m2o (६)

हाल, अवस्थित साहित्यमा एक-चरण प्रतिक्रिया संयन्त्रलाई सामान्यतया स्वीकार गरिएको छ।
यिन एट अलले निकललाई क्याथोडको रूपमा, टिन डाइअक्साइडलाई एनोडको रूपमा र चाँदीको तारलाई सन्दर्भ इलेक्ट्रोडको रूपमा प्रयोग गरेर Li-Na-K कार्बोनेट प्रणालीको अध्ययन गरे, र निकल क्याथोडमा चित्र २ मा चक्रीय भोल्टामेट्री परीक्षण चित्र (१०० mV/s को स्क्यानिङ दर) प्राप्त गरे, र नकारात्मक स्क्यानिङमा केवल एउटा मात्र रिडक्सन शिखर (-२.०V मा) रहेको पत्ता लगाए।
त्यसकारण, यो निष्कर्षमा पुग्न सकिन्छ कि कार्बोनेट घटाउने क्रममा एउटा मात्र प्रतिक्रिया भयो।

गाओ एट अलले उही कार्बोनेट प्रणालीमा उही चक्रीय भोल्टामेट्री प्राप्त गरे।
Ge et al. ले LiCl-Li2CO3 प्रणालीमा CO2 खिच्न निष्क्रिय एनोड र टंगस्टन क्याथोड प्रयोग गरे र समान छविहरू प्राप्त गरे, र नकारात्मक स्क्यानिङमा कार्बन निक्षेपणको घटाउने शिखर मात्र देखा पर्‍यो।
क्षारीय धातु पग्लिएको नुन प्रणालीमा, क्याथोडद्वारा कार्बन जम्मा हुँदा क्षारीय धातुहरू र CO उत्पन्न हुनेछन्। यद्यपि, कम तापक्रममा कार्बन निक्षेपण प्रतिक्रियाको थर्मोडायनामिक अवस्था कम हुने भएकाले, प्रयोगमा कार्बोनेटको कार्बनमा घट्ने मात्र पत्ता लगाउन सकिन्छ।

ग्रेफाइट उत्पादनहरू तयार गर्न पग्लिएको नुनद्वारा २.३ CO2 सोसिन्छ
ग्राफिन र कार्बन नानोट्यूब जस्ता उच्च-मूल्य-वर्धित ग्रेफाइट न्यानोमटेरियलहरू प्रयोगात्मक अवस्थाहरू नियन्त्रण गरेर पग्लिएको नुनबाट CO2 को इलेक्ट्रोडपोजिसन गरेर तयार गर्न सकिन्छ। हु एट अलले CaCl2-NaCl-CaO पग्लिएको नुन प्रणालीमा क्याथोडको रूपमा स्टेनलेस स्टील प्रयोग गरे र विभिन्न तापक्रममा 2.6V स्थिर भोल्टेजको अवस्थामा 4 घण्टाको लागि इलेक्ट्रोलाइज गरे।
फलामको उत्प्रेरक र ग्रेफाइट तहहरू बीचको CO को विस्फोटक प्रभावको कारण, क्याथोडको सतहमा ग्राफिन फेला पर्यो। ग्राफिनको तयारी प्रक्रिया चित्र ३ मा देखाइएको छ।
तस्वीर
पछिल्ला अध्ययनहरूले CaCl2-NaClCaO पग्लिएको नुन प्रणालीको आधारमा Li2SO4 थपे, इलेक्ट्रोलिसिसको तापक्रम ६२५ ℃ थियो, ४ घण्टाको इलेक्ट्रोलिसिस पछि, कार्बनको क्याथोडिक निक्षेपमा एकै समयमा ग्राफिन र कार्बन न्यानोट्यूबहरू फेला परे, अध्ययनले पत्ता लगायो कि Li+ र SO4 २- ले ग्राफिटाइजेसनमा सकारात्मक प्रभाव पार्छ।
सल्फरलाई कार्बन बडीमा पनि सफलतापूर्वक एकीकृत गरिएको छ, र इलेक्ट्रोलाइटिक अवस्था नियन्त्रण गरेर अति-पातलो ग्रेफाइट पानाहरू र फिलामेन्टस कार्बन प्राप्त गर्न सकिन्छ।

ग्राफिनको निर्माणको लागि उच्च र कम इलेक्ट्रोलाइटिक तापक्रम जस्ता सामग्रीहरू महत्त्वपूर्ण हुन्छन्, ८०० ℃ भन्दा माथिको तापक्रममा कार्बनको सट्टा CO उत्पन्न गर्न सजिलो हुन्छ, ९५० ℃ भन्दा माथिको तापक्रममा लगभग कुनै कार्बन निक्षेपण हुँदैन, त्यसैले ग्राफिन र कार्बन न्यानोट्यूबहरू उत्पादन गर्न र क्याथोडले स्थिर ग्राफिन उत्पन्न गर्न सुनिश्चित गर्न कार्बन निक्षेपण प्रतिक्रिया CO प्रतिक्रिया तालमेलको आवश्यकतालाई पुनर्स्थापित गर्न तापक्रम नियन्त्रण अत्यन्त महत्त्वपूर्ण हुन्छ।
यी कार्यहरूले CO2 द्वारा न्यानो-ग्रेफाइट उत्पादनहरू तयार गर्ने नयाँ विधि प्रदान गर्दछ, जुन हरितगृह ग्यासहरूको समाधान र ग्राफिनको तयारीको लागि धेरै महत्त्वपूर्ण छ।

३. सारांश र दृष्टिकोण
नयाँ ऊर्जा उद्योगको द्रुत विकाससँगै, प्राकृतिक ग्रेफाइटले हालको माग पूरा गर्न असमर्थ भएको छ, र कृत्रिम ग्रेफाइटमा प्राकृतिक ग्रेफाइट भन्दा राम्रो भौतिक र रासायनिक गुणहरू छन्, त्यसैले सस्तो, कुशल र वातावरणमैत्री ग्राफिटाइजेसन दीर्घकालीन लक्ष्य हो।
क्याथोडिक ध्रुवीकरण र इलेक्ट्रोकेमिकल निक्षेपणको विधिको साथ ठोस र ग्यासयुक्त कच्चा पदार्थहरूमा ग्राफिटाइजेसन सफलतापूर्वक उच्च थप मूल्यको साथ ग्रेफाइट सामग्रीहरूबाट बाहिर निस्कियो, ग्राफिटाइजेसनको परम्परागत तरिकाको तुलनामा, इलेक्ट्रोकेमिकल विधि उच्च दक्षता, कम ऊर्जा खपत, हरियो वातावरणीय संरक्षण, साना सीमित चयनात्मक सामग्रीहरूको लागि एकै समयमा, विभिन्न इलेक्ट्रोलिसिस अवस्थाहरू अनुसार ग्रेफाइट संरचनाको विभिन्न आकारविज्ञानमा तयार गर्न सकिन्छ,
यसले सबै प्रकारका अनाकार कार्बन र हरितगृह ग्यासहरूलाई बहुमूल्य न्यानो-संरचित ग्रेफाइट सामग्रीमा रूपान्तरण गर्न प्रभावकारी तरिका प्रदान गर्दछ र यसको राम्रो प्रयोग सम्भावना छ।
हाल, यो प्रविधि प्रारम्भिक चरणमा छ। इलेक्ट्रोकेमिकल विधिद्वारा ग्राफिटाइजेसनको बारेमा थोरै अध्ययनहरू छन्, र अझै पनि धेरै अज्ञात प्रक्रियाहरू छन्। त्यसकारण, कच्चा पदार्थबाट सुरु गरेर विभिन्न आकारहीन कार्बनहरूमा व्यापक र व्यवस्थित अध्ययन गर्न आवश्यक छ, र एकै समयमा ग्रेफाइट रूपान्तरणको थर्मोडायनामिक्स र गतिशीलतालाई गहिरो स्तरमा अन्वेषण गर्न आवश्यक छ।
ग्रेफाइट उद्योगको भविष्यको विकासको लागि यिनीहरूको दूरगामी महत्त्व छ।