Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Зигенит (гриммит немесе никель-кобальт сульфиді деп те аталады) - химиялық формуласы (Ni,Co) 3S4 болатын үштік өтпелі металл дихалькогенидті қосылысы. Ол электр химиялық энергияның қолдануындағы электродтар үшін перспективалы материал жүйесі ретінде белсенді зерттелді, өйткені оның өткізгіштігі жақсы, механикалық және жылулық тұрақтылығы жоғары және қазіргі уақытта қолданылатын металл оксидтеріне қарағанда жоғары өнімділік. Бұл материалды пайдаланудың ықтимал түрлеріне суперконденсаторлар, аккумуляторлар, электрокатализ, бояуларға сезімтал күн элементтері, фотокатализ, глюкоза датчиктері және микротолқынды сіңіру жатады. Синтетикалық химияда NixCo3 xS4 (0 < x < 3) формуласы бар химиялық композициялардың қатарын жиі сигенит жүйесі деп атайды. Алайда, жаңа IMA минералдар тізіміне сәйкес (2022 жылдың қарашасында жаңартылған), қалыпты спинел NiCo2S4 гримит деп аталады, кері спинел CoNi2S4 сигенит деп аталады, ал соңғы мүшелері Ni2+(Ni3+) 2S4 және Co2+(Co3+) 2S4 тиісінше полидимит және линаит деп аталады. 2020 жылы NiCo2S4 (гримит) жарамды минералдық түр ретінде IMA-да мақұлданды.
Siegenite (also called grimmite, or nickel cobalt sulfide) is a ternary transition metal dichalcogenide compound with the chemical formula (Ni,Co)3S4. It has been actively studied as a promising material system for electrodes in electrochemical energy applications due to its better conductivity, greater mechanical and thermal stability, and higher performance compared to metal oxides currently in use. Potential applications of this material system include supercapacitors, batteries, electrocatalysis, dye sensitized solar cells, photocatalysis, glucose sensors, and microwave absorption. In synthetic chemistry, a range of chemical compositions with the formula NixCo3 xS4 (0 < x < 3) are often referred to as the siegenite system. However, according to the new IMA list of minerals (updated November 2022), the normal spinel NiCo2S4 is called grimmite, the inverse spinel CoNi2S4 is called siegenite, and the endmembers Ni2+(Ni3+)2S4 and Co2+(Co3+)2S4 are called polydymite and linnaeite, respectively. In 2020, NiCo2S4 (grimmite) is approved as a valid mineral species by the IMA.
Ашылуы және пайда болуы
Сигенит алғаш рет 1850 жылы Германияның Солтүстік Рейн-Вестфалиядағы Сигерландтың Мюсендегі Стальберг кенішінде сипатталған және жергілікті жердің атымен аталған.
Siegenite was first described in 1850 for an occurrence in the Stahlberg Mine in Müsen, Siegerland, North Rhine Westphalia, Germany and named for the locality.
Электрондық қасиеттері
Көптеген қос және үштік жартылай өткізгіш оксидтерден айырмашылығы, NiCo2S4 металл қасиеттері мен жоғары электр өткізгіштігін көрсетеді, бұл оны энергия сақтау құрылғыларында электрод материалы ретінде пайдалы етеді. NiCo2S4 кедергісі бөлме температурасында ~103 μΩ см, ал оның кедергісі температуралық коэффициенті оң және 40 K мен 300 K аралығында тұрақты болып қалады, бұл металл қосылысын көрсетеді. және сольвотермальдық реакциялар, ксантаттардың еріткішсіз термиялық ыдырау, жұқа қабаттар үшін SILAR әдісі және ерітінді фазасында органометалл синтезі. Гидротермиялық реакция - өте көп саңылаулы субстраттардағы күрделі наноструктураларды жасау үшін ең көп қолданылатын синтез әдісі, ол редокстық белсенді бетін барынша ұлғайтатын және Ni Co S негізделген электродтардың жоғары жылдамдықты суперкапацитивті өнімділігін көтермелейтін иерархиялық құрылымдарды береді.
Unlike many binary and ternary semiconductor oxides, NiCo2S4 exhibits metallic properties and high electrical conductivity, which makes it useful as an electrode material in energy storage devices. The resistivity of NiCo2S4 is ~103 μΩ cm at room temperature and its temperature coefficient of resistivity is positive and stays constant between 40 K and 300 K, which is indicative of a metallic compound. and solvothermal reactions, solvent free thermal decomposition of xanthates, SILAR method for thin films, and solution phase organometallic synthesis. The hydrothermal reaction is the most widely used synthesis method to fabricate intricate nanostructures on highly porous substrates, yielding hierarchical structures that maximize redox active surface areas and promote high rate supercapacitive performance of Ni Co S based electrodes.
Батареялар және суперконденсаторлар
(Ni,Co) 3S4 батареялар мен суперконденсаторлар үшін перспективалы электрод материалы болып табылады. Күкірттің электронегативтілігі оттегіге қарағанда төмен болғандықтан, (Ni,Co) 3S4 оксидке қарағанда икемді торға ие, бұл құрылым арқылы электрондар мен иондарды оңай тасымалдауға мүмкіндік береді. Оның жоғары иондық өткізгіштігі тиоспинел құрылымында қол жетімді катиондық сайттардың мол болуына байланысты болуы мүмкін, ал оның жоғары редокстық белсенділігі электрохимиялық белсенді Ni2 + / Ni3 + және Co2 + / Co3 + редокстық жұптарынан келеді. Әдебиетте нанопорозды Ni Co S композиттік материалдарының Li негізіндегі батареяларда жоғары меншікті сыйымдылығы және суперконденсаторларда жоғары сыйымдылығы бар екені көрсетілді.
(Ni,Co)3S4 is a promising electrode material for batteries and supercapacitors. Since the electronegativity of sulfur is lower than that of oxygen, (Ni,Co)3S4 has a more flexible lattice compared to its oxide counterpart, which allows easier electron and ion transport through the structure. Its high ionic conductivity can be attributed to the abundance of available cation sites in the thiospinel structure, and its high redox activity comes from the highly electrochemically active Ni2+/Ni3+ and Co2+/Co3+ redox couples. In literatures, nanoporous Ni Co S composite materials have been shown to have both high specific capacity in Li based batteries and high capacitance in supercapacitors.
Электрокатализ
(Ni,Co) 3S4 жоғары өткізгіштігі мен арзан бағасы үшін HER және OER реакцияларының баламалы электрокатализаторы ретінде қарастырылды. Нико 2 С4 негізіндегі электродының көмегімен HER үшін 87 мВ және HER үшін 251 мВ артық потенциалды алуға болады, бұл суды бөлу үшін жақсы әлеуетті көрсетеді.
(Ni,Co)3S4 has been considered as an alternative electrocatalyst for HER and OER reactions because of its high conductivity and low cost. It is reported that a overpotential of 87 mV for HER and 251 mV for HER can be achieved using NiCo2S4 based electrode, showing good potential for water splitting applications.