Қазақстандағы суперконденсаторларда қолдануға арналған Ti3AlC2синтезінің перспективасын бағала
DOI:
https://doi.org/10.15328/cb1389Кілттік сөздер:
Ti3AlC2 MAX фазасының синтезі, MXene Ti3C2Tx, жергілікті шикізат, өнімнің өзіндік құнын төмендету, температура жағдайлары, процесті оңтайландыру, электрохимиялық өнімділік, экономикалық бағалауАннотация
Энергияны үнемдейтін технологияларға деген сұраныстың артуымен суперконденсаторлар мен басқа да энергетикалық құрылғыларға арналған жаңа материалдарды әзірлеуге көбірек көңіл бөлінуде. MXene Ti3C2Tx өзінің ерекше электрохимиялық қасиеттерімен танымал және мұндай қосымшаларда үлкен қызығушылыққа ие. Алайда, MXene синтезінің жоғары құны оның коммерциялық өміршеңдігін шектейді, бұл MXENE прекурсорының, MAX Ti3AlC2 фазасының үнемді синтез әдістерін зерттеуге итермелейді. Бұл мақалада «Қазақстандық электролиз зауыты» АҚ және «Өскемен титан-магний комбинаты» АҚ өндіріс орындарының жергілікті шикізатын пайдалана отырып, Ti3AlC2 MAX-фазасын синтездеу әдісі ұсынылған. Жергілікті ресурстарды пайдалану өндіріс шығындарын айтарлықтай төмендетеді. Зерттеу түрлі температура шарттары мен артық алюминийдің MAX-фазасының қалыптасуына әсерін зерттейді. Процесті оңтайландыру, соның ішінде прекурсорларды қысымдау мен оларды алюминий оксиді қабатымен жабу арқылы өнімдегі Ti3AlC2 үлесі 91,2%-ға дейін жетті. Синтезделген MAX фазасынан алынған MXene Ti3C2Tx коммерциялық қол жетімді MAX фазаларынан алынған материалдармен салыстырарлық электрохимиялық өнімділікті көрсетті. Экономикалық бағалау жергілікті прекурсорлардан 1 грамм Ti3AlC2 синтезінің құны 0,22 АҚШ долларын құрайтынын көрсетті, бұл ұқсас коммерциялық материалдардан 19 есе төмен. Бұл нәтижелер ұсынылған тәсілдің экономикалық тиімділігі мен бәсекеге қабілеттілігін растайды, оның заманауи аккумуляторларға, суперконденсаторларға және басқа да энергетикалық құрылғыларға сәйкес келетін жоғары өнімді материалдарды жасау әлеуетін көрсетеді.
Библиографиялық сілтемелер
1 Jayakumar S, Santhosh PC, Ramakrishna S, Radhamani AV (2024) J Energy Storage 97:112741. Crossref
2 Naguib M, Kurtoglu M, Presser V, Lu J, Niu J, Heon M, et al. (2011) Adv Mater 23:4248–4253. Crossref
3 Zhang X, Zhang Z, Zhou Z (2018) J Energy Chem 27:73–85. Crossref
4 Zhu J, Ha E, Zhao G, Zhou Y, Huang D, Yue G, et al. (2017) Coord Chem Rev 352:306–327. Crossref
5 Wang R, Young Jang W, Zhang W, Venkata Reddy C, Kakarla RR, Li C, et al. (2023) Chem Eng J 472:144913. Crossref
6 Naguib M, Barsoum MW, Gogotsi Y (2021)Adv Mater. Crossref
7 Al-Hamadani YAJ, Jun B-M, Yoon M, Taheri-Qazvini N, Snyder SA, Jang M, et al. (2020) Chemosphere 254:126821. Crossref
8 Gao L, Li C, Huang W, Mei S, Lin H, Ou Q, et al. (2020) Chem Mater 32:1703–1747. Crossref
9 Ghidiu M, Lukatskaya MR, Zhao M-Q, Gogotsi Y, Barsoum MW (2014) Nature 516:78–81. Crossref
10 Li L, Zhou A, Xu L, Li Z, Wang L (2013)28:882–887. Crossref
11 Gauthier-Brunet V, Cabioc’h T, Chartier P, Jaouen M, Dubois S (2009) J Eur Ceram Soc 29:187–194. Crossref
12 Wang X, Mathis TS, Sun Y, Tsai W-YY, Shpigel N, Shao H, et al. (2021) ACS Nano 15:15274–15284. Crossref
13 Zaed MA, Tan KH, Abdullah N, Saidur R, Pandey AK, Saleque AM (2024) Open Ceram 17:100526. Crossref
14 Naskar AK, Bi Z, Li Y, Akato SK, Saha D, Chi M, et al. (2014) RSC Adv 4:38213. Crossref
15 Mandegari M, Nasouri K, Ghasemi-Mobarakeh L (2023) Mater Today Commun 36:106868. Crossref
16 Kewate OJ, Punniyakoti S (2023) J Energy Storage 72:108501. Crossref
17 Jolly S, Paranthaman MP, Naguib M (2021) Mater Today Adv 10:100139. Crossref
18 Capuzzi S, Timelli G (2018) Metals (Basel) 8:249. Crossref
19 Li C, Kota S, Hu C, Barsoum MW (2016) J Ceram Sci Technol 7:301–306. Crossref
20 Shuck CE, Sarycheva A, Anayee M, Levitt A, Zhu Y, Uzun S, et al. (2020) Adv Eng Mater 22:1–8. Crossref
21 Ashok A, Saseendran SB, Asha AS (2022) Phys Scr 97:025807. Crossref
22 Feng A, Yu Y, Wang Y, Jiang F, Yu Y, Mi L, et al. (2017) Mater Des 114:161–166. Crossref
23 Toby BH, Von Dreele RB (2013) J Appl Crystallogr 46:544–549. Crossref
24 Chen Y, Chu M, Wang L, Bao X, Lin Y, Shen J (2011) Phys status solidi 208:1879–1884. Crossref
25 Malchik F, Shpigel N, Levi MD, Mathis TS, Mor A, Gogotsi Y, et al. (2019) J Mater Chem A 7:19761–19773. Crossref
Жүктелулер
Жарияланды
Как цитировать
Шығарылым
Бөлім
Лицензия
Copyright (c) 2024 Авторлар
Бұл жұмыс бойынша лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Коммерциялық емес пайдалану — Без производных произведений») 4.0 Бүкіләлемдік қол жетімді.
Авторлар өз жұмыстарының авторлық құқықтарын сақтайды және Creative Commons Attribution License (CC BY-NC-ND 4.0) шарттарымен лицензиялау арқылы журналға осы жұмысты алғаш рет жариялау құқығын береді. Бұл басқа адамдарға жұмыстың авторын көрсете отырып және осы журналдағы бастапқы басылымға сілтеме жасау арқылы таратуға мүмкіндік береді.
