ელექტროდის პასტის ბაზრის წილი, ტენდენცია, ბიზნეს სტრატეგია და პროგნოზი 2027 წლამდე

გრაფიტი იყოფა ხელოვნურ გრაფიტად და ბუნებრივ გრაფიტად, რომლის მსოფლიოში დადასტურებული მარაგი დაახლოებით 2 მილიარდ ტონას შეადგენს.
ხელოვნური გრაფიტი მიიღება ნახშირბადის შემცველი მასალების დაშლითა და თერმული დამუშავებით ნორმალური წნევის ქვეშ. ამ ტრანსფორმაციისთვის საჭიროა საკმარისად მაღალი ტემპერატურა და ენერგია, როგორც მამოძრავებელი ძალა, ხოლო უწესრიგო სტრუქტურა გარდაიქმნება მოწესრიგებულ გრაფიტის კრისტალურ სტრუქტურად.
ფართო გაგებით, გრაფიტიზაცია გულისხმობს ნახშირბადოვანი მასალის გადალაგებას 2000 ℃-ზე მაღალ ტემპერატურაზე თერმული დამუშავებით, თუმცა, ზოგიერთ ნახშირბადოვან მასალაში 3000 ℃-ზე მაღალ ტემპერატურაზე გრაფიტიზაცია ხდება; ამ ტიპის ნახშირბადის მასალა ცნობილია, როგორც „მყარი ნახშირი“, ადვილად გრაფიტიზებული ნახშირბადის მასალებისთვის კი ტრადიციული გრაფიტიზაციის მეთოდი მოიცავს მაღალი ტემპერატურისა და მაღალი წნევის მეთოდს, კატალიზურ გრაფიტიზაციას, ქიმიური ორთქლის დეპონირების მეთოდს და ა.შ.

გრაფიტიზაცია ნახშირბადოვანი მასალების მაღალი დამატებითი ღირებულების გამოყენების ეფექტური საშუალებაა. მეცნიერების მიერ ჩატარებული ვრცელი და სიღრმისეული კვლევის შემდეგ, ის ამჟამად ძირითადად მომწიფებულია. თუმცა, ზოგიერთი არახელსაყრელი ფაქტორი ზღუდავს ტრადიციული გრაფიტიზაციის გამოყენებას ინდუსტრიაში, ამიტომ გრაფიტიზაციის ახალი მეთოდების შესწავლა გარდაუვალი ტენდენციაა.

მე-19 საუკუნიდან მოყოლებული, გამდნარი მარილის ელექტროლიზის მეთოდი ერთ საუკუნეზე მეტ ხანს ვითარდებოდა, მისი ძირითადი თეორია და ახალი მეთოდები მუდმივად ინოვაციური და განვითარებულია და ახლა ეს აღარ შემოიფარგლება მხოლოდ ტრადიციული მეტალურგიული ინდუსტრიით, 21-ე საუკუნის დასაწყისში, ელემენტარული ლითონების მყარი ოქსიდის ელექტროლიტური აღდგენის მომზადებისას გამდნარი მარილის სისტემაში ლითონის ფოკუსი უფრო აქტიური გახდა.
ბოლო დროს დიდი ყურადღება მიიპყრო გრაფიტის მასალების გამდნარი მარილის ელექტროლიზით მომზადების ახალმა მეთოდმა.

კათოდური პოლარიზაციისა და ელექტროდეპოზიციის საშუალებით, ნახშირბადის ნედლეულის ორი განსხვავებული ფორმა გარდაიქმნება მაღალი დამატებითი ღირებულების მქონე ნანოგრაფიტულ მასალებად. ტრადიციულ გრაფიტიზაციის ტექნოლოგიასთან შედარებით, ახალ გრაფიტიზაციის მეთოდს აქვს გრაფიტიზაციის დაბალი ტემპერატურისა და კონტროლირებადი მორფოლოგიის უპირატესობები.

ნაშრომში განხილულია ელექტროქიმიური მეთოდით გრაფიტიზაციის პროგრესი, წარმოდგენილია ეს ახალი ტექნოლოგია, გაანალიზებულია მისი უპირატესობები და ნაკლოვანებები და განხილულია მისი სამომავლო განვითარების ტენდენციები.

პირველი, გამდნარი მარილის ელექტროლიტური კათოდური პოლარიზაციის მეთოდი

1.1 ნედლეული
ამჟამად, ხელოვნური გრაფიტის ძირითადი ნედლეული არის მაღალი გრაფიტიზაციის ხარისხის ნემსისებრი კოქსი და ფისის კოქსი, კერძოდ, ნავთობის ნარჩენებისა და ნახშირის ფისისგან, როგორც ნედლეულისგან, მაღალი ხარისხის ნახშირბადის მასალების მისაღებად, დაბალი ფორიანობით, გოგირდის დაბალი შემცველობით, დაბალი ფერფლის შემცველობით და გრაფიტიზაციის უპირატესობებით, გრაფიტად მომზადების შემდეგ მას აქვს კარგი დარტყმისადმი მდგრადობა, მაღალი მექანიკური სიმტკიცე და დაბალი წინაღობა.
თუმცა, ნავთობის შეზღუდულმა მარაგებმა და ნავთობის ფასების მერყეობამ შეზღუდა მისი განვითარება, ამიტომ ახალი ნედლეულის ძიება გადაუდებელ პრობლემად იქცა.
ტრადიციულ გრაფიტიზაციის მეთოდებს აქვთ შეზღუდვები და გრაფიტიზაციის სხვადასხვა მეთოდი იყენებს სხვადასხვა ნედლეულს. არაგრაფიტიზებული ნახშირბადის შემთხვევაში, ტრადიციული მეთოდებით მისი გრაფიტირება ძნელად თუ შეიძლება, მაშინ როდესაც გამდნარი მარილის ელექტროლიზის ელექტროქიმიური ფორმულა არღვევს ნედლეულის შეზღუდვებს და შესაფერისია თითქმის ყველა ტრადიციული ნახშირბადის მასალისთვის.

ტრადიციული ნახშირბადის მასალები მოიცავს ნახშირბადის შავ ნახშირს, გააქტიურებულ ნახშირს, ქვანახშირს და ა.შ., რომელთა შორის ყველაზე პერსპექტიულია ნახშირი. ნახშირზე დაფუძნებული მელანი იღებს ნახშირს, როგორც წინამორბედს და წინასწარი დამუშავების შემდეგ მაღალ ტემპერატურაზე მზადდება გრაფიტის პროდუქტებად.
ცოტა ხნის წინ, ამ ნაშრომში შემოთავაზებულია ახალი ელექტროქიმიური მეთოდები, როგორიცაა პენგი, გამდნარი მარილის ელექტროლიზით, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ გრაფიტიზებული ნახშირბადის შავი გრაფიტის მაღალკრისტალურობაში გადაიზარდოს. გრაფიტის ნიმუშების ელექტროლიზი, რომელიც შეიცავს ფურცლის ფორმის გრაფიტის ნანომეტრულ ჩიპებს, აქვს მაღალი სპეციფიკური ზედაპირის ფართობი და ლითიუმის ბატარეის კათოდად გამოყენებისას აჩვენა შესანიშნავი ელექტროქიმიური მახასიათებლები, ვიდრე ბუნებრივი გრაფიტი.
ჟუმ და სხვებმა ნაცრისგან გასუფთავებული დაბალი ხარისხის ნახშირი 950 ℃ ტემპერატურაზე ელექტროლიზისთვის CaCl2 გამდნარი მარილის სისტემაში მოათავსეს და წარმატებით გარდაქმნეს დაბალი ხარისხის ნახშირი მაღალი კრისტალურობის გრაფიტად, რამაც ლითიუმ-იონური ბატარეის ანოდად გამოყენებისას კარგი სიჩქარის მაჩვენებლები და ხანგრძლივი ციკლის სიცოცხლე აჩვენა.
ექსპერიმენტი აჩვენებს, რომ შესაძლებელია სხვადასხვა ტიპის ტრადიციული ნახშირბადის მასალების გრაფიტად გარდაქმნა გამდნარი მარილის ელექტროლიზის საშუალებით, რაც მომავლის სინთეზური გრაფიტის განვითარების ახალ გზას ხსნის.
1.2 მექანიზმი
გამდნარი მარილის ელექტროლიზის მეთოდი იყენებს ნახშირბადის მასალას კათოდად და კათოდური პოლარიზაციის გზით გარდაქმნის მას მაღალი კრისტალურობის მქონე გრაფიტად. ამჟამად, არსებულ ლიტერატურაში მოხსენიებულია ჟანგბადის მოცილება და ნახშირბადის ატომების დიდ მანძილზე გადალაგება კათოდური პოლარიზაციის პოტენციური გარდაქმნის პროცესში.
ნახშირბადის მასალებში ჟანგბადის არსებობა გარკვეულწილად ხელს შეუშლის გრაფიტიზაციას. ტრადიციული გრაფიტიზაციის პროცესში ჟანგბადი ნელა გამოიყოფა, როდესაც ტემპერატურა 1600K-ზე მაღალია. თუმცა, კათოდური პოლარიზაციის გზით დეოქსიდაცია უკიდურესად მოსახერხებელია.

პენგმა და სხვებმა ექსპერიმენტებში პირველად წამოაყენეს გამდნარი მარილის ელექტროლიზის კათოდური პოლარიზაციის პოტენციალის მექანიზმი, კერძოდ, გრაფიტიზაცია. ყველაზე ხშირად, საწყისი წერტილი მყარი ნახშირბადის მიკროსფეროების/ელექტროლიტის ინტერფეისშია განთავსებული, თავდაპირველად ნახშირბადის მიკროსფეროები წარმოიქმნება იმავე დიამეტრის ძირითადი გრაფიტის გარსის გარშემო, შემდეგ კი უწყლო ნახშირბადის ატომები ნაწილდება უფრო სტაბილურ გარე გრაფიტის ფანტელზე, სანამ სრულად არ გრაფიტირდება.
გრაფიტიზაციის პროცესს თან ახლავს ჟანგბადის მოცილება, რაც ასევე დასტურდება ექსპერიმენტებით.
ჯინმა და სხვებმა ეს თვალსაზრისი ექსპერიმენტებითაც დაამტკიცეს. გლუკოზის კარბონიზაციის შემდეგ განხორციელდა გრაფიტიზაცია (17% ჟანგბადის შემცველობა). გრაფიტიზაციის შემდეგ, თავდაპირველმა მყარმა ნახშირბადის სფეროებმა (სურ. 1ა და 1გ) წარმოქმნეს ფოროვანი გარსი, რომელიც შედგებოდა გრაფიტის ნანოფურცლებისგან (სურ. 1ბ და 1დ).
ნახშირბადის ბოჭკოების ელექტროლიზით (16% ჟანგბადი), ნახშირბადის ბოჭკოები შეიძლება გარდაიქმნას გრაფიტის მილებად გრაფიტიზაციის შემდეგ, ლიტერატურაში შემოთავაზებული გარდაქმნის მექანიზმის მიხედვით.

ითვლება, რომ დიდ მანძილზე გადაადგილება ხდება ნახშირბადის ატომების კათოდური პოლარიზაციის პირობებში, მაღალი კრისტალური გრაფიტის ამორფულ ნახშირბადად გადაწყობა უნდა დამუშავდეს, სინთეზური გრაფიტი უნიკალური ფურცლების ფორმის ნანოსტრუქტურებზე ჟანგბადის ატომებიდან ისარგებლებს, მაგრამ კონკრეტული, თუ როგორ უნდა მოახდინოს გრაფიტის ნანომეტრული სტრუქტურაზე ზემოქმედება, არ არის ნათელი, მაგალითად, ჟანგბადი ნახშირბადის ჩონჩხიდან კათოდური რეაქციის შემდეგ და ა.შ.
ამჟამად, მექანიზმის კვლევა საწყის ეტაპზეა და საჭიროა შემდგომი კვლევები.

1.3 სინთეზური გრაფიტის მორფოლოგიური დახასიათება
SEM გამოიყენება გრაფიტის მიკროსკოპული ზედაპირის მორფოლოგიის დასაკვირვებლად, TEM გამოიყენება 0.2 μm-ზე ნაკლები სტრუქტურული მორფოლოგიის დასაკვირვებლად, XRD და რამანის სპექტროსკოპია ყველაზე ხშირად გამოყენებული საშუალებებია გრაფიტის მიკროსტრუქტურის დასახასიათებლად, XRD გამოიყენება გრაფიტის კრისტალური ინფორმაციის დასახასიათებლად, ხოლო რამანის სპექტროსკოპია გამოიყენება გრაფიტის დეფექტებისა და წესრიგის ხარისხის დასახასიათებლად.

გამდნარი მარილის ელექტროლიზის კათოდური პოლარიზაციით მიღებულ გრაფიტში ბევრი ფორია. სხვადასხვა ნედლეულისთვის, როგორიცაა ნახშირბადის შავის ელექტროლიზი, მიიღება ფურცლის მსგავსი ფოროვანი ნანოსტრუქტურები. ელექტროლიზის შემდეგ ნახშირბადის შავზე ტარდება XRD და რამანის სპექტრის ანალიზი.
827 ℃ ტემპერატურაზე, 2.6 ვ ძაბვით 1 საათის განმავლობაში დამუშავების შემდეგ, ნახშირბადის შავის რამანის სპექტრული გამოსახულება თითქმის იდენტურია კომერციული გრაფიტისა. ნახშირბადის შავის სხვადასხვა ტემპერატურით დამუშავების შემდეგ, იზომება გრაფიტის მკვეთრი დამახასიათებელი პიკი (002). დიფრაქციული პიკი (002) წარმოადგენს გრაფიტში არომატული ნახშირბადის ფენის ორიენტაციის ხარისხს.
რაც უფრო მკვეთრია ნახშირბადის ფენა, მით უფრო ორიენტირებულია ის.

ექსპერიმენტში ჟუმ კათოდად გამოიყენა გაწმენდილი დაბალი ხარისხის ნახშირი, ხოლო გრაფიტიზებული პროდუქტის მიკროსტრუქტურა მარცვლოვანიდან მსხვილ გრაფიტის სტრუქტურად გარდაიქმნა, ხოლო მკვრივი გრაფიტის ფენა ასევე დაკვირვებული იქნა მაღალი სიჩქარის გამტარობის ელექტრონული მიკროსკოპის ქვეშ.
რამანის სპექტრებში, ექსპერიმენტული პირობების ცვლილებასთან ერთად, ID/Ig მნიშვნელობაც შეიცვალა. როდესაც ელექტროლიტური ტემპერატურა 950 ℃ იყო, ელექტროლიტური დრო 6 საათი იყო, ხოლო ელექტროლიტური ძაბვა 2.6 ვოლტი, ID/Ig-ის ყველაზე დაბალი მნიშვნელობა 0.3 იყო, ხოლო D პიკი გაცილებით დაბალი იყო G პიკზე. ამავდროულად, 2D პიკის გამოჩენა ასევე წარმოადგენდა მაღალმოწესრიგებული გრაფიტის სტრუქტურის ფორმირებას.
რენტგენის დიფრაქციულ გამოსახულებაში მკვეთრი (002) დიფრაქციული პიკი ასევე ადასტურებს დაბალი ხარისხის ნახშირის წარმატებულ გარდაქმნას მაღალი კრისტალურობის მქონე გრაფიტად.

გრაფიტიზაციის პროცესში ტემპერატურისა და ძაბვის მატება ხელს შეუწყობს გრაფიტის მოსავლიანობას, ხოლო ძალიან მაღალი ტემპერატურა ან გრაფიტიზაციის ძალიან გრძელი დრო რესურსების ფლანგვას გამოიწვევს, ამიტომ სხვადასხვა ნახშირბადის მასალებისთვის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ყველაზე შესაფერისი ელექტროლიტური პირობების შესწავლა, რაც ასევე ყურადღების ცენტრშია და სირთულეს წარმოადგენს.
ამ ფურცლისებრ ფანტელისებრ ნანოსტრუქტურას შესანიშნავი ელექტროქიმიური თვისებები აქვს. ფორების დიდი რაოდენობა იონების სწრაფად შეყვანის/განბლოკვის საშუალებას იძლევა, რაც უზრუნველყოფს მაღალი ხარისხის კათოდური მასალების მიღებას ელემენტებისთვის და ა.შ. ამიტომ, ელექტროქიმიური მეთოდით გრაფიტიზაცია გრაფიტიზაციის ძალიან პოტენციურ მეთოდს წარმოადგენს.

გამდნარი მარილის ელექტროდეპოზიციის მეთოდი

2.1 ნახშირორჟანგის ელექტროდეპონირება
როგორც ყველაზე მნიშვნელოვანი სათბურის აირი, CO2 ასევე არატოქსიკური, უვნებელი, იაფი და ადვილად ხელმისაწვდომი განახლებადი რესურსია. თუმცა, CO2-ში ნახშირბადი ყველაზე მაღალ დაჟანგვის ხარისხშია, ამიტომ CO2-ს აქვს მაღალი თერმოდინამიკური სტაბილურობა, რაც მის ხელახლა გამოყენებას ართულებს.
CO2-ის ელექტროდეპონირების შესახებ ყველაზე ადრეული კვლევები 1960-იანი წლებით თარიღდება. ინგრამმა და სხვებმა წარმატებით მოამზადეს ნახშირბადი ოქროს ელექტროდზე Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 გამდნარი მარილის სისტემაში.

ვანმა და სხვებმა აღნიშნეს, რომ სხვადასხვა აღდგენის პოტენციალით მიღებულ ნახშირბადის ფხვნილებს განსხვავებული სტრუქტურები ჰქონდათ, მათ შორის გრაფიტი, ამორფული ნახშირბადი და ნახშირბადის ნანოფიბრები.
გამდნარი მარილით CO2-ის შთანთქმისა და ნახშირბადის მასალის მომზადების წარმატებული მეთოდით, ხანგრძლივი კვლევის შემდეგ, მეცნიერებმა ყურადღება გაამახვილეს ნახშირბადის დეპონირების ფორმირების მექანიზმსა და ელექტროლიზის პირობების საბოლოო პროდუქტზე გავლენასზე, რაც მოიცავს ელექტროლიტურ ტემპერატურას, ელექტროლიტურ ძაბვას და გამდნარი მარილისა და ელექტროდების შემადგენლობას და ა.შ., CO2-ის ელექტროდეპონირებისთვის მაღალი ხარისხის გრაფიტის მასალების მომზადებას მყარი საფუძველი ჩაუყარა.

ელექტროლიტის შეცვლით და CaCl2-ზე დაფუძნებული გამდნარი მარილის სისტემის გამოყენებით, რომელსაც აქვს CO2-ის შთანთქმის უფრო მაღალი ეფექტურობა, ჰუმ და სხვებმა წარმატებით მოამზადეს გრაფენი უფრო მაღალი გრაფიტიზაციის ხარისხით, ნახშირბადის ნანომილაკები და სხვა ნანოგრაფიტული სტრუქტურები ელექტროლიტური პირობების, როგორიცაა ელექტროლიზის ტემპერატურა, ელექტროდის შემადგენლობა და გამდნარი მარილის შემადგენლობა, შესწავლით.
კარბონატულ სისტემასთან შედარებით, CaCl2-ს აქვს იაფი და მარტივი მიღების, მაღალი გამტარობის, წყალში ადვილად ხსნადი და ჟანგბადის იონების უფრო მაღალი ხსნადობის უპირატესობები, რაც უზრუნველყოფს თეორიულ პირობებს CO2-ის მაღალი დამატებითი ღირებულების მქონე გრაფიტის პროდუქტებად გარდაქმნისთვის.

2.2 ტრანსფორმაციის მექანიზმი
მაღალი დამატებული ღირებულების მქონე ნახშირბადის მასალების მომზადება გამდნარი მარილიდან CO2-ის ელექტროდეპონირებით ძირითადად მოიცავს CO2-ის შეკავებას და არაპირდაპირ აღდგენას. CO2-ის შეკავება სრულდება გამდნარ მარილში თავისუფალი O2-ით, როგორც ეს ნაჩვენებია განტოლებაში (1):
CO2+O2-→CO3 2- (1)
ამჟამად შემოთავაზებულია არაპირდაპირი აღდგენის რეაქციის სამი მექანიზმი: ერთსაფეხურიანი რეაქცია, ორსაფეხურიანი რეაქცია და ლითონის აღდგენის რეაქციის მექანიზმი.
ერთსაფეხურიანი რეაქციის მექანიზმი პირველად ინგრამმა შემოგვთავაზა, როგორც ეს ნაჩვენებია განტოლებაში (2):
CO3 2-+ 4E – →C+3O2- (2)
ორეტაპიანი რეაქციის მექანიზმი შემოთავაზებული იყო ბორუკას და სხვ. მიერ, როგორც ეს ნაჩვენებია განტოლებაში (3-4):
CO3 2-+ 2E – →CO2 2-+O2- (3)
CO2 2-+ 2E – →C+2O2- (4)
ლითონის აღდგენის რეაქციის მექანიზმი შემოგვთავაზეს დინჰარდტმა და სხვებმა. ისინი თვლიდნენ, რომ ლითონის იონები თავდაპირველად კათოდში აღდგებოდნენ ლითონამდე, შემდეგ კი ლითონი აღდგებოდა კარბონატულ იონებამდე, როგორც ეს ნაჩვენებია განტოლებაში (5~6):
M- + E – →M (5)
4 მ + M2CO3 – > C + 3 მ2o (6)

ამჟამად, არსებულ ლიტერატურაში ზოგადად მიღებულია ერთსაფეხურიანი რეაქციის მექანიზმი.
იინმა და სხვებმა შეისწავლეს Li-Na-K კარბონატული სისტემა ნიკელის კათოდით, კალის დიოქსიდის ანოდით და ვერცხლის მავთულის საცნობარო ელექტროდით და მიიღეს ციკლური ვოლტამპერომეტრიული ტესტის ფიგურა ნახაზ 2-ში (სკანირების სიჩქარე 100 mV/s) ნიკელის კათოდზე და აღმოაჩინეს, რომ უარყოფით სკანირებაში მხოლოდ ერთი აღდგენის პიკი იყო (-2.0V-ზე).
ამრიგად, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ კარბონატის აღდგენის დროს მხოლოდ ერთი რეაქცია მოხდა.

გაომ და სხვებმა იგივე ციკლური ვოლტამპერია მიიღეს იმავე კარბონატულ სისტემაში.
გემ და სხვებმა LiCl-Li2CO3 სისტემაში CO2-ის დასაჭერად ინერტული ანოდი და ვოლფრამის კათოდი გამოიყენეს და მსგავსი გამოსახულებები მიიღეს, ხოლო უარყოფით სკანირებაში ნახშირბადის დალექვის მხოლოდ შემცირების პიკი გამოჩნდა.
ტუტე ლითონის გამდნარი მარილის სისტემაში, კათოდის მიერ ნახშირბადის დალექვისას წარმოიქმნება ტუტე ლითონები და CO2. თუმცა, რადგან ნახშირბადის დალექვის რეაქციის თერმოდინამიკური პირობები უფრო დაბალია დაბალ ტემპერატურაზე, ექსპერიმენტში მხოლოდ კარბონატის ნახშირბადად აღდგენის აღმოჩენაა შესაძლებელი.

2.3 CO2-ის შთანთქმა გამდნარი მარილით გრაფიტის პროდუქტების მოსამზადებლად
მაღალი დამატებული ღირებულების გრაფიტის ნანომასალების, როგორიცაა გრაფენი და ნახშირბადის ნანომილაკები, მიღება შესაძლებელია გამდნარი მარილიდან CO2-ის ელექტროდეპოზიციის გზით, ექსპერიმენტული პირობების კონტროლით. ჰუმ და სხვებმა გამოიყენეს უჟანგავი ფოლადი კათოდად CaCl2-NaCl-CaO გამდნარი მარილის სისტემაში და ელექტროლიზი ჩაუტარდათ 4 საათის განმავლობაში 2.6 ვ მუდმივი ძაბვის პირობებში სხვადასხვა ტემპერატურაზე.
რკინის კატალიზისა და გრაფიტის ფენებს შორის CO-ს ასაფეთქებელი ეფექტის წყალობით, კათოდის ზედაპირზე გრაფენი იქნა აღმოჩენილი. გრაფენის მომზადების პროცესი ნაჩვენებია ნახ. 3-ში.
სურათი
მოგვიანებით ჩატარებულმა კვლევებმა დაამატა Li2SO4 CaCl2-NaClCaO გამდნარი მარილის სისტემის საფუძველზე, ელექტროლიზის ტემპერატურა იყო 625 ℃, 4-საათიანი ელექტროლიზის შემდეგ, ნახშირბადის კათოდური დალექვისას ერთდროულად აღმოაჩინეს გრაფენი და ნახშირბადის ნანომილაკები, კვლევამ აჩვენა, რომ Li+ და SO42- დადებითად მოქმედებენ გრაფიტიზაციაზე.
გოგირდი ასევე წარმატებით ინტეგრირდება ნახშირბადის სხეულში, ხოლო ელექტროლიტური პირობების კონტროლით შესაძლებელია ულტრათხელი გრაფიტის ფურცლებისა და ძაფისებრი ნახშირბადის მიღება.

გრაფენის ფორმირებისთვის კრიტიკულად მნიშვნელოვანია ისეთი მასალის ელექტროლიტური ტემპერატურის მაღალი და დაბალი მაჩვენებლები, როგორიცაა მაღალი და დაბალი ელექტროლიტური ტემპერატურა, როდესაც 800 ℃-ზე მაღალი ტემპერატურაა, ნახშირბადის ნაცვლად CO2-ის წარმოქმნა უფრო ადვილია, ხოლო 950 ℃-ზე მაღალი ტემპერატურის შემთხვევაში ნახშირბადის დეპონირება თითქმის არ ხდება, ამიტომ ტემპერატურის კონტროლი უაღრესად მნიშვნელოვანია გრაფენისა და ნახშირბადის ნანომილაკების წარმოებისთვის და ნახშირბადის დეპონირების რეაქციის CO2 სინერგიის აღსადგენად, რათა კათოდმა წარმოქმნას სტაბილური გრაფენი.
ეს ნაშრომები იძლევა CO2-ით ნანოგრაფიტული პროდუქტების მომზადების ახალ მეთოდს, რასაც დიდი მნიშვნელობა აქვს სათბურის გაზების გახსნისა და გრაფენის მომზადებისთვის.

3. შეჯამება და მიმოხილვა
ახალი ენერგეტიკული ინდუსტრიის სწრაფი განვითარების გამო, ბუნებრივი გრაფიტი ვერ აკმაყოფილებს ამჟამინდელ მოთხოვნას, ხოლო ხელოვნურ გრაფიტს აქვს უკეთესი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები, ვიდრე ბუნებრივ გრაფიტს, ამიტომ იაფი, ეფექტური და ეკოლოგიურად სუფთა გრაფიტიზაცია გრძელვადიანი მიზანია.
ელექტროქიმიური მეთოდებით გრაფიტიზაციით მყარ და აირად ნედლეულში კათოდური პოლარიზაციისა და ელექტროქიმიური დეპონირების მეთოდით წარმატებით იქნა მიღებული მაღალი დამატებული ღირებულების მქონე გრაფიტის მასალები. გრაფიტიზირების ტრადიციულ მეთოდთან შედარებით, ელექტროქიმიური მეთოდი უფრო მაღალი ეფექტურობით, დაბალი ენერგომოხმარებით, ეკოლოგიურად სუფთა გარემოს დაცვით ხასიათდება, მცირე, შეზღუდული შერჩევითი მასალებისთვის, სხვადასხვა ელექტროლიზის პირობების მიხედვით, შესაძლებელია გრაფიტის სტრუქტურის სხვადასხვა მორფოლოგიაში მომზადება.
ის უზრუნველყოფს ეფექტურ გზას ყველა სახის ამორფული ნახშირბადისა და სათბურის აირების ძვირფას ნანოსტრუქტურირებულ გრაფიტის მასალებად გარდასაქმნელად და აქვს კარგი გამოყენების პერსპექტივა.
ამჟამად, ეს ტექნოლოგია საწყის ეტაპზეა. ელექტროქიმიური მეთოდით გრაფიტიზაციის შესახებ კვლევები მწირია და ჯერ კიდევ ბევრი უცნობი პროცესია. ამიტომ, აუცილებელია ნედლეულიდან დავიწყოთ და სხვადასხვა ამორფული ნახშირბადის ყოვლისმომცველი და სისტემატური კვლევა ჩავატაროთ და ამავდროულად, გრაფიტის გარდაქმნის თერმოდინამიკისა და დინამიკის უფრო ღრმად შესწავლა.
ამ ყველაფერს დიდი მნიშვნელობა აქვს გრაფიტის ინდუსტრიის მომავალი განვითარებისთვის.