اس مقالے میں پروفیسر وانگ بو کی ٹیم نے سخت کاربن کا ایک سلسلہ تیار کیا۔موادchitosan کو کاربن ماخذ کے طور پر استعمال کرتے ہوئے سایڈست ڈھانچے کے ساتھ، اور سخت کاربن کی ساخت اور سوڈیم اسٹوریج کی خصوصیات کے ارتقاء کے درمیان تعلق کا تجزیہ کیا۔
سخت کاربن کا نمونہ (سی ایچ سی-T) مختلف سنٹرنگ درجہ حرارت پر ایک قدمی کاربنائزیشن طریقہ سے تیار کیا گیا تھا۔ سی ایچ سی-T کا مائیکرو اسٹرکچر مندرجہ ذیل ہے۔
نمونے نے سخت کاربن کی مخصوص بے ساختہ خصوصیات کو ظاہر کیا۔ درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، نمونے کی ترتیب کی ڈگری واضح طور پر بہتر ہوتی ہے، اور کاربن کی مزید تہیں بنتی ہیں، اور درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ کاربن کی تہہ کا فاصلہ کم ہوجاتا ہے۔
جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے،ایکس آر ڈیتمام سخت کاربن نمونوں کی تصاویر میں دو بے ساختہ چوٹیاں دکھائی دیتی ہیں، جو بالترتیب (002) کرسٹل ہوائی جہاز اور (100) کرسٹل ہوائی جہاز کی نمائندگی کرتی ہیں۔ سخت کاربن کے اندرونی مائیکرو اسٹرکچر کو بہتر طور پر ممتاز کرنے کے لیے، (002) چوٹی کو کنٹر سے لیس کیا گیا تھا، اور سخت کاربن کی اندرونی ساخت کو اس میں تقسیم کیا گیا تھا: انتہائی بے ساختہ ڈھانچہ (d>0.40nm)، سیوڈو گریفائٹ ڈھانچہ (0.36nmموزوں نتائج سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، انتہائی بے ساختہ ڈھانچہ بتدریج چھدم گریفائٹ ڈھانچہ اور گریفائٹ نما ساخت میں تبدیل ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، رمن سپیکٹرا کی ID/آئی جی قدریں بھی اس بات کی نشاندہی کرتی ہیں کہ درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ نمونے کی گرافٹائزیشن کی ڈگری بڑھ جاتی ہے۔
الیکٹرو کیمیکل ڈیٹا سے پتہ چلتا ہے کہ سی ایچ سی-T کی صلاحیت پہلے بڑھتی ہے اور پھر کاربنائزیشن درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ کم ہوتی ہے۔ کم وولٹیج والے علاقے میں پلیٹ فارم کی گنجائش (0.1V سے نیچے) مجموعی صلاحیت کے رجحان کے مطابق ہے، جس کا مطلب ہے کہ"تعامل"میکانزم کا سخت کاربن سوڈیم اسٹوریج کی کارکردگی پر سب سے اہم اثر پڑتا ہے۔ جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، نمونے کے اندر سیوڈو گریفائٹ کا ڈھانچہ آہستہ آہستہ بڑھتا ہے، جو سوڈیم آئنوں کے لیے زیادہ موثر ذخیرہ کرنے کی جگہیں فراہم کرتا ہے، اس لیے صلاحیت بڑھ جاتی ہے۔ کاربنائزیشن کے درجہ حرارت میں مسلسل اضافے کے ساتھ، سخت کاربن کی گرافٹائزیشن کی ڈگری مزید بہتر ہوتی ہے، اور گریفائٹ جیسا ڈھانچہ ظاہر ہوتا ہے، لیکن اس لیے کہ سوڈیم آئن گریفائٹ کی طرح داخل نہیں ہو سکتے۔ساخت چھوٹے وقفے کے ساتھ، اعلی درجہ حرارت سخت کاربن کا نمونہ سوڈیم کو ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کھو دیتا ہے، اس لیے صلاحیت کم ہو جاتی ہے۔ سی ایچ سی-1300 بہترین کارکردگی دکھاتا ہے، 0.5 A g−1 کی موجودہ کثافت پر 317.4 mAh g−1 کی صلاحیت فراہم کرتا ہے اور 1000 سائیکلوں کے بعد 238.9 mAh g−1 کی صلاحیت کو برقرار رکھتا ہے، یہاں تک کہ 5 A کے بڑے کرنٹ پر بھی۔ g−1.