1. Sauniuniga o le vali
Ina ia faafaigofieina le suega eletise mulimuli ane, ua filifilia le 30mm × 4 mm 304 uʻamea e le gaoia e fai ma faavae. Fa'apala ma aveese le vaega o totoe o le oxide ma ila ele i luga o le fogaeleele i le pepa oneone, tu'u i totonu o se ipu tioata o lo'o i ai le acetone, togafitia ila i luga o le fogaeleele i le bg-06c ultrasonic cleaner a le kamupani eletise a Bangjie mo le 20 minute, aveese otaota o le ofuina i luga o le fogaeleele u'amea i le ava malosi ma le vai fa'amamā, ma fa'amago i le blower. Ona saunia lea o le alumina (Al2O3), graphene ma le hybrid carbon nanotube (mwnt-coohsdbs) i le fua fa'atatau (100: 0: 0, 99.8: 0.2: 0, 99.8: 0: 0.2, 99.6: 0.2: 0.2), ma tu'u i totonu o se ball mill (qm-3sp2 o le fale gaosi mea faigaluega a Nanjing NANDA) mo le ball milling ma le palu. O le saoasaoa fa'ata'amilomilo o le ball mill sa setiina i le 220 R/min, ma sa liliu le ball mill i le
A maeʻa le oloina o polo, seti le saoasaoa o le viliina o le tane oloina o polo i le 1/2 i le taimi e tasi pe a maeʻa le oloina o polo, ma seti le saoasaoa o le viliina o le tane oloina o polo i le 1/2 i le taimi e tasi pe a maeʻa le oloina o polo. O le mea e oloina ai le polo ma le mea e faʻapipiʻi ai e palu tutusa e tusa ai ma le mamafa o le 1.0 ∶ 0.8. Mulimuli ane, o le ufiufi seramika e faʻapipiʻi sa maua e ala i le faʻagasologa o le faʻamago.
2. Su'ega o le 'ele
I lenei suʻesuʻega, o le suʻega o le ele eletise e faʻaaogaina ai le nofoaga faigaluega eletise o Shanghai Chenhua chi660e, ma o le suʻega e faʻaaogaina ai se faiga suʻega eletise e tolu. O le eletise platinum o le eletise fesoasoani, o le eletise siliva siliva chloride o le eletise faʻasino, ma le faʻataʻitaʻiga ufiufi o le eletise galue, faʻatasi ai ma se vaega faʻaalia aoga o le 1cm2. Faʻafesoʻotaʻi le eletise faʻasino, le eletise galue ma le eletise fesoasoani i totonu o le sela eletise ma le meafaigaluega, e pei ona faʻaalia i Ata 1 ma le 2. Aʻo leʻi faia le suʻega, faʻasusu le faʻataʻitaʻiga i le electrolyte, o le 3.5% NaCl solution.
3. Su'esu'ega o le Tafel o le ele eletise o ufiufi
O le Ata 3 o loʻo faʻaalia ai le piʻo Tafel o le substrate e leʻi ufiufia ma le ufiufi seramika ua ufiufi i nano additives eseese ina ua maeʻa le electrochemical corrosion mo le 19 itula. O faʻamatalaga o le corrosion voltage, corrosion current density ma le electrical impedance test na maua mai le electrochemical corrosion test o loʻo faʻaalia i le Laulau 1.
Lafo
A itiiti le mamafa o le tafe o le ele ma maualuga le lelei o le tete'e atu i le ele, e sili atu le lelei o le aafiaga o le ufiufi e tete'e atu ai i le ele. E mafai ona vaaia mai le Ata 3 ma le laulau 1 afai o le taimi e ele e 19 itula, o le maualuga o le voltage ele o le matrix u'amea e leai ni mea e fai e -0.680 V, ma o le mamafa o le tafe o le ele o le matrix e sili ona tele foi, e o'o atu i le 2.890 × 10-6 A/cm2. A ufiufi i le ufiufi seramika alumina mama, e fa'aitiitia le mamafa o le tafe o le ele i le 78% ma o le PE e 22.01%. O lo'o fa'aalia ai o le ufiufi seramika e sili atu lona puipuiga ma e mafai ona fa'aleleia atili le tete'e atu i le ele o le ufiufi i le electrolyte neutral.
Ina ua faaopoopo le 0.2% mwnt-cooh-sdbs po o le 0.2% graphene i le ufiufi, na faaitiitia ai le mamafa o le tafe o le ele, faateleina le tetee, ma faaleleia atili ai le tetee atu i le ele o le ufiufi, faatasi ai ma le PE o le 38.48% ma le 40.10%. A ufiufi le luga i le 0.2% mwnt-cooh-sdbs ma le 0.2% graphene mixed alumina coating, e faaitiitia atili ai le tafe o le ele mai le 2.890 × 10-6 A / cm2 i lalo i le 1.536 × 10-6 A / cm2, o le maualuga o le taua o le tetee, ua faateleina mai le 11388 Ω i le 28079 Ω, ma e mafai ona oo atu le PE o le ufiufi i le 46.85%. O loo faaalia ai o le oloa ua saunia e iai le tetee lelei i le ele, ma o le aafiaga tuufaatasi o carbon nanotubes ma le graphene e mafai ona faaleleia atili ai le tetee atu i le ele o le ufiufi seramika.
4. Aafiaga o le taimi e fa'asusu ai i le puipuiga o le ufiufi
Ina ia suʻesuʻe atili le teteʻe atu i le ele o le ufiufi, i le mafaufauina o le aafiaga o le taimi e faatofu ai le faataitaiga i totonu o le electrolyte i le suega, ua maua ai piʻo o suiga o le teteʻe atu o ufiufi e fa i taimi eseese e faatofu ai, e pei ona faaalia i le Ata 4.
Lafo
I le amataga o le faatofuina (10 itula), ona o le lelei o le mafiafia ma le fausaga o le ufiufi, e faigata ona faatofuina le electrolyte i totonu o le ufiufi. I le taimi nei, e maualuga le tete'e o le ufiufi seramika. A uma ona faasusu mo sina taimi, e matua faaitiitia le tete'e, aua i le aluga o taimi, e faasolosolo malie ona fausia e le electrolyte se auala e 'ele ai e ala i pu ma māvaevae i le ufiufi ma ulu atu i totonu o le matrix, ma iu ai ina matua faaitiitia le tete'e o le ufiufi.
I le la'asaga lona lua, pe a fa'ateleina oloa e 'ele i se aofa'iga patino, e poloka le sosolo ma fa'asolosolo ona poloka le va. I le taimi lava e tasi, pe a ulu atu le electrolyte i totonu o le vaega pito i lalo/matrix o le so'oga, o le a tali atu molela'au vai ma le elemene Fe i totonu o le matrix i le so'oga ufiufi/matrix e gaosia ai se ata manifinifi o le u'amea oxide, lea e fa'alavelaveina ai le ulu atu o le electrolyte i totonu o le matrix ma fa'ateleina ai le taua o le tete'e. Pe a 'ele'elea le matrix u'amea e aunoa ma se eletise, o le tele o le lanumeamata e maua mai i le pito i lalo o le electrolyte. E le'i suia le lanu o le vaila'au eletise pe a fa'aeletorosi le fa'ata'ita'iga ufiufi, lea e mafai ona fa'amaonia ai le i ai o le tali vaila'au o lo'o i luga.
Ona o le puʻupuʻu o le taimi e faʻasusu ai ma le tele o faatosinaga mai fafo, ina ia maua atili ai le suiga saʻo o le sootaga o parakalafa eletise, o le Tafel curves o le 19 itula ma le 19.5 itula e suʻesuʻeina. O le mamafa o le tafe o le ele ma le teteʻe na maua mai le polokalama suʻesuʻe zsimpwin o loʻo faʻaalia i le Laulau 2. E mafai ona iloa pe a faʻasusu mo le 19 itula, pe a faʻatusatusa i le substrate gaogao, o le mamafa o le tafe o le ele o le alumina mama ma le alumina composite coating o loʻo i ai mea faʻaopoopo nano e laʻititi ma le taua o le teteʻe e tele. O le taua o le teteʻe o le ufiufi seramika o loʻo i ai carbon nanotubes ma le ufiufi o loʻo i ai graphene e toetoe lava tutusa, ae o le fausaga o le ufiufi ma carbon nanotubes ma mea faʻapipiʻi graphene e matua faʻaleleia atili, Ona o le aafiaga faʻatasi o le tasi-dimensional carbon nanotubes ma le lua-dimensional graphene e faʻaleleia atili ai le teteʻe atu i le ele o le mea.
Faatasi ai ma le faateleina o le taimi e faatofu ai (19.5 itula), e faateleina ai le tetee o le substrate e leai ni mea, o lona uiga o loo i ai i le laasaga lona lua o le ele ma ua gaosia ai le ata oxide o le uʻamea i luga o le fogaeleele. E faapena foi, faatasi ai ma le faateleina o le taimi, e faateleina ai foi le tetee o le ufiufi seramika alumina mama, o lona uiga i le taimi nei, e ui lava o loo i ai le aafiaga faagesegese o le ufiufi seramika, ae ua ulu atu le electrolyte i le sootaga o le ufiufi/matrix, ma gaosia ai le ata oxide e ala i le tali atu o vailaau.
Pe a fa'atusatusa i le ufiufi alumina o lo'o i ai le 0.2% mwnt-cooh-sdbs, o le ufiufi alumina o lo'o i ai le 0.2% graphene ma le ufiufi alumina o lo'o i ai le 0.2% mwnt-cooh-sdbs ma le 0.2% graphene, o le tete'e o le ufiufi na matua fa'aitiitia i le fa'ateleina o le taimi, fa'aitiitia i le 22.94%, 25.60% ma le 9.61% i le fa'asologa, o lo'o fa'ailoa mai ai e le'i ulufia e le electrolyte le so'oga i le va o le ufiufi ma le substrate i le taimi nei. O le mafua'aga lea ona o le fausaga o carbon nanotubes ma le graphene e poloka ai le ulufia i lalo o le electrolyte, ma puipuia ai le matrix. O le a'afiaga fa'atasi o mea e lua ua fa'amaonia atili. O le ufiufi o lo'o i ai mea nano e lua e sili atu lona tete'e atu i le 'ele.
E ala i le pi'o o Tafel ma le pi'o o suiga o le tau o le impedance eletise, ua iloa ai o le ufiufi seramika alumina ma le graphene, carbon nanotubes ma a latou paluga e mafai ona fa'aleleia atili ai le tete'e atu i le 'ele o le u'amea, ma o le a'afiaga fa'atasi o ia mea e lua e mafai ona fa'aleleia atili ai le tete'e atu i le 'ele o le ufiufi seramika pipii. Ina ia su'esu'e atili le a'afiaga o nano additives i le tete'e atu i le 'ele o le ufiufi, na matauina ai le foliga o le micro surface o le ufiufi ina ua uma ona 'ele.
Lafo
O le Ata 5 (A1, A2, B1, B2) o loʻo faʻaalia ai le foliga o le fogāeleele o le uʻamea e le gaoia 304 ua faʻaalia ma ua ufiufi i le seramika alumina mama i le tele eseese pe a uma ona ele. O loʻo faʻaalia i le Ata 5 (A2) o le fogāeleele pe a uma ona ele e amata ona maʻaʻa. Mo le mea e leai se mea, e tele ni lua tetele o le ele e aliali mai i luga o le fogāeleele pe a uma ona faʻasusu i le electrolyte, o loʻo faʻaalia ai o le teteʻe atu i le ele o le matrix o le uʻamea e leai se mea e le lelei ma e faigofie ona sosolo le electrolyte i totonu o le matrix. Mo le ufiufi seramika alumina mama, e pei ona faʻaalia i le Ata 5 (B2), e ui lava o auala ele e fausia pe a uma ona ele, o le fausaga mafiafia ma le teteʻe atu i le ele lelei o le ufiufi seramika alumina mama e taofia lelei ai le osofaʻiga a le electrolyte, lea e faʻamatalaina ai le mafuaʻaga o le faʻaleleia atili o le impedance o le ufiufi seramika alumina.
Lafo
O le foliga o le luga o le mwnt-cooh-sdbs, o ufiufi o loʻo i ai le 0.2% graphene ma ufiufi o loʻo i ai le 0.2% mwnt-cooh-sdbs ma le 0.2% graphene. E mafai ona iloa atu o ufiufi e lua o loʻo i ai le graphene i le Ata 6 (B2 ma le C2) e iai le fausaga mafolafola, o le fusifusia i le va o vaega i totonu o le ufiufi e matua mafiafia, ma o vaega o le faaputuga e afifiina ma le mafiafia e ala i le kelu. E ui ina ua soloia le luga e le electrolyte, ae e itiiti ni auala pu e fausia. A maeʻa le ele, e mafiafia le luga o le ufiufi ma e itiiti ni fausaga faaletonu. Mo le Ata 6 (A1, A2), ona o uiga o le mwnt-cooh-sdbs, o le ufiufi aʻo leʻi ele o se fausaga pu e tutusa le tufatufaina. A maeʻa le ele, e vaapiapi ma umi pu o le vaega muamua, ma e loloto le auala. Pe a faatusatusa i le Ata 6 (B2, C2), e tele atu faaletonu o le fausaga, lea e ogatasi ma le tufatufaina o le tele o le taua o le impedance o le ufiufi na maua mai le suega o le ele eletise. Ua faʻaalia ai o le ufiufi seramika alumina o loʻo i ai le graphene, aemaise lava le faʻafefiloi o le graphene ma le carbon nanotube, e sili ona teteʻe atu i le ele. E mafua ona o le fausaga o le carbon nanotube ma le graphene e mafai ona poloka lelei le sosolo o le māvaevae ma puipuia le matrix.
5. Talanoaga ma aotelega
E ala i le suega tete'e atu i le 'ele'ele o nanotubes carbon ma fa'aopoopoga graphene i luga o le ufiufi seramika alumina ma le au'ili'iliga o le fausaga la'ititi o le ufiufi, ua faia ai fa'ai'uga nei:
(1) Ina ua 19 itula le taimi e fa'aleagaina ai le ele, fa'aopoopoina le 0.2% hybrid carbon nanotube + 0.2% graphene mixed material alumina ceramic coating, na fa'ateleina ai le mamafa o le tafe o le ele mai le 2.890 × 10-6 A / cm2 i le 1.536 × 10-6 A / cm2, na fa'ateleina ai le impedance eletise mai le 11388 Ω i le 28079 Ω, ma o le tete'e atu i le ele e sili ona tele, 46.85%. Pe a fa'atusatusa i le ufi seramika alumina mama, o le ufi tu'ufa'atasi ma le graphene ma le carbon nanotubes e sili atu lona tete'e atu i le ele.
(2) Faatasi ai ma le faateleina o le taimi e faatofu ai le electrolyte, e ulu atu le electrolyte i totonu o le so'oga o le ufiufi/substrate e maua ai le ata u'amea oxide, lea e taofia ai le ulu atu o le electrolyte i totonu o le substrate. E muamua faaitiitia le impedance eletise ona faateleina lea, ma e le lelei le tete'e atu i le ele o le ufiufi seramika alumina mama. O le fausaga ma le galulue faatasi o carbon nanotubes ma le graphene na taofia ai le ulu atu i lalo o le electrolyte. Ina ua faasusu mo le 19.5 itula, o le impedance eletise o le ufiufi o lo'o i ai mea nano na faaitiitia i le 22.94%, 25.60% ma le 9.61% i le faasologa, ma e lelei le tete'e atu i le ele o le ufiufi.
6. Faiga o le faatosinaga o le tete'e atu i le ele o ufiufi
E ala i le pi'o o Tafel ma le pi'o o suiga o le tau o le impedance eletise, ua iloa ai o le ufiufi seramika alumina ma le graphene, carbon nanotubes ma a latou paluga e mafai ona fa'aleleia atili ai le tete'e atu i le 'ele o le u'amea, ma o le a'afiaga fa'atasi o ia mea e lua e mafai ona fa'aleleia atili ai le tete'e atu i le 'ele o le ufiufi seramika pipii. Ina ia su'esu'e atili le a'afiaga o nano additives i le tete'e atu i le 'ele o le ufiufi, na matauina ai le foliga o le micro surface o le ufiufi ina ua uma ona 'ele.
O le Ata 5 (A1, A2, B1, B2) o loʻo faʻaalia ai le foliga o le fogāeleele o le uʻamea e le gaoia 304 ua faʻaalia ma ua ufiufi i le seramika alumina mama i le tele eseese pe a uma ona ele. O loʻo faʻaalia i le Ata 5 (A2) o le fogāeleele pe a uma ona ele e amata ona maʻaʻa. Mo le mea e leai se mea, e tele ni lua tetele o le ele e aliali mai i luga o le fogāeleele pe a uma ona faʻasusu i le electrolyte, o loʻo faʻaalia ai o le teteʻe atu i le ele o le matrix o le uʻamea e leai se mea e le lelei ma e faigofie ona sosolo le electrolyte i totonu o le matrix. Mo le ufiufi seramika alumina mama, e pei ona faʻaalia i le Ata 5 (B2), e ui lava o auala ele e fausia pe a uma ona ele, o le fausaga mafiafia ma le teteʻe atu i le ele lelei o le ufiufi seramika alumina mama e taofia lelei ai le osofaʻiga a le electrolyte, lea e faʻamatalaina ai le mafuaʻaga o le faʻaleleia atili o le impedance o le ufiufi seramika alumina.
O le foliga o le luga o le mwnt-cooh-sdbs, o ufiufi o loʻo i ai le 0.2% graphene ma ufiufi o loʻo i ai le 0.2% mwnt-cooh-sdbs ma le 0.2% graphene. E mafai ona iloa atu o ufiufi e lua o loʻo i ai le graphene i le Ata 6 (B2 ma le C2) e iai le fausaga mafolafola, o le fusifusia i le va o vaega i totonu o le ufiufi e matua mafiafia, ma o vaega o le faaputuga e afifiina ma le mafiafia e ala i le kelu. E ui ina ua soloia le luga e le electrolyte, ae e itiiti ni auala pu e fausia. A maeʻa le ele, e mafiafia le luga o le ufiufi ma e itiiti ni fausaga faaletonu. Mo le Ata 6 (A1, A2), ona o uiga o le mwnt-cooh-sdbs, o le ufiufi aʻo leʻi ele o se fausaga pu e tutusa le tufatufaina. A maeʻa le ele, e vaapiapi ma umi pu o le vaega muamua, ma e loloto le auala. Pe a faatusatusa i le Ata 6 (B2, C2), e tele atu faaletonu o le fausaga, lea e ogatasi ma le tufatufaina o le tele o le taua o le impedance o le ufiufi na maua mai le suega o le ele eletise. Ua faʻaalia ai o le ufiufi seramika alumina o loʻo i ai le graphene, aemaise lava le faʻafefiloi o le graphene ma le carbon nanotube, e sili ona teteʻe atu i le ele. E mafua ona o le fausaga o le carbon nanotube ma le graphene e mafai ona poloka lelei le sosolo o le māvaevae ma puipuia le matrix.
7. Talanoaga ma aotelega
E ala i le suega tete'e atu i le 'ele'ele o nanotubes carbon ma fa'aopoopoga graphene i luga o le ufiufi seramika alumina ma le au'ili'iliga o le fausaga la'ititi o le ufiufi, ua faia ai fa'ai'uga nei:
(1) Ina ua 19 itula le taimi e fa'aleagaina ai le ele, fa'aopoopoina le 0.2% hybrid carbon nanotube + 0.2% graphene mixed material alumina ceramic coating, na fa'ateleina ai le mamafa o le tafe o le ele mai le 2.890 × 10-6 A / cm2 i le 1.536 × 10-6 A / cm2, na fa'ateleina ai le impedance eletise mai le 11388 Ω i le 28079 Ω, ma o le tete'e atu i le ele e sili ona tele, 46.85%. Pe a fa'atusatusa i le ufi seramika alumina mama, o le ufi tu'ufa'atasi ma le graphene ma le carbon nanotubes e sili atu lona tete'e atu i le ele.
(2) Faatasi ai ma le faateleina o le taimi e faatofu ai le electrolyte, e ulu atu le electrolyte i totonu o le so'oga o le ufiufi/substrate e maua ai le ata u'amea oxide, lea e taofia ai le ulu atu o le electrolyte i totonu o le substrate. E muamua faaitiitia le impedance eletise ona faateleina lea, ma e le lelei le tete'e atu i le ele o le ufiufi seramika alumina mama. O le fausaga ma le galulue faatasi o carbon nanotubes ma le graphene na taofia ai le ulu atu i lalo o le electrolyte. Ina ua faasusu mo le 19.5 itula, o le impedance eletise o le ufiufi o lo'o i ai mea nano na faaitiitia i le 22.94%, 25.60% ma le 9.61% i le faasologa, ma e lelei le tete'e atu i le ele o le ufiufi.
(3) Ona o uiga o carbon nanotubes, o le ufiufi e faʻaopoopo i ai carbon nanotubes e iai sona fausaga pu e tutusa lelei aʻo leʻi pala. A maeʻa le pala, e vaapiapi ma uumi pu o le vaega muamua, ma e loloto ai auala. O le ufiufi o loʻo iai le graphene e iai lona fausaga mafolafola aʻo leʻi pala, e vavalalata le tuʻufaʻatasiga i le va o vaega i le ufiufi, ma e fusifusia lelei vaega o le aʻa i le kelu. E ui lava ina faʻaleagaina le luga e le electrolyte pe a uma le pala, ae e naʻo ni nai auala pu ma e mafiafia pea le fausaga. O le fausaga o carbon nanotubes ma le graphene e mafai ona poloka lelei le sosolo o le māvaevae ma puipuia le matrix.
Taimi na lafoina ai: Mati-09-2022