नरम-कठोर कार्बन का तेजी और दीर्घकालिक सोडियम भंडारण के लिए दोहरी-हस्तक्षेप रसायनशास्त्र का अनुवाद

संक्षेप में, कम लागत और संसाधन विरासत वाले पिच का सीधे पायरोलिसिस सामान्यत: अत्यधिक ग्राफिटाइज्ड नरम कार्बन उत्पन्न करता है, जिसमें कम प्रत्यावर्तनीय क्षमता और सोडियम भंडारण के लिए अनुपयुक्त सूक्ष्मसंरचना के कारण नगण्य चार्ज-डिस्चार्ज प्लेटौ होता है। यहाँ, पहली बार एक अभिनव दोहरी-हस्तक्षेप रसायनशास्त्र रणनीति प्रस्तावित की गई है ताकि नरम-कठोर कार्बन अनुवाद चुनौती का समाधान किया जा सके। बहुक्रियाशील जिंक ग्लूकोनेट अपघटन पर दोहरी-यांत्रिकी हस्तक्षेप उत्पन्न करता है और सफलतापूर्वक पिच पायरोलिसिस को नियंत्रित करता है: 1) गैस अपघटन उत्पाद (कार्बन ऑक्साइड) अतिरिक्त हाइड्रोजन का उपभोग कर सकते हैं ताकि पिच का संलयन-से-सॉलिड-स्टेट पायरोलिसिस प्राप्त किया जा सके, सूक्ष्मक्रिस्टलीय क्रम को रोकते हैं; 2) ठोस यौगिक (यानी, कार्बनिक जिंक साल्ट और ZnO नैनोपार्टिकल्स) न केवल पिच के सुगंधित श्रृंखलाओं के बीच मजबूत π–π अंतःक्रियाओं को कम करता है, बल्कि कार्बन मैट्रिक्स में प्रचुर मात्रा में बंद छिद्रों को भी प्रस्तुत करता है। अनुकूलित पिच-व्युत्पन्न कठोर कार्बन (PZHC 450–1200) सूक्ष्मसंरचना के ग्राफिटिक संरचना से छिद्र-समृद्ध और टर्बोस्टेटिक संरचना में परिवर्तन के बाद सोडियम भंडारण तंत्र को अवशोषण-प्रतिस्थापन-छिद्र भराई दिखाता है। परिणामस्वरूप, PZHC 450–1200 में 30 mA g −1 पर 320 mAh g −1 की उच्च प्रत्यावर्तनीय क्षमता होती है, जिसमें दो गुना अधिक-साथ की कमी वोल्टेज प्लेटौ क्षमता अनुपात और उत्कृष्ट दर क्षमता होती है, जो लगभग सभी पिछले रिपोर्ट किए गए पिच-व्युत्पन्न कार्बनों से बेहतर है। दोहरी-हस्तक्षेप रसायनशास्त्र का विचार तेजी और दीर्घकालिक सोडियम भंडारण के लिए कम लागत और उच्च प्रदर्शन वाले कठोर कार्बन प्राप्त करने में योगदान देता है।