प्रवाहकीय कार्बन ब्लैक सुपर पी पाउडरउत्कृष्ट चालकता के साथ कार्बन ब्लैक सामग्री के रूप में, बैटरी, सुपरकैपेसिटर, प्रवाहकीय कोटिंग्स आदि जैसे क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसमें उच्च स्तर का ग्राफिटाइजेशन और एक अद्वितीय आकार होता है, जो उच्च चालकता और रासायनिक स्थिरता प्रदान कर सकता है।
संश्लेषण विधियाँ
सुपर पी पाउडरयह एक विशेष प्रकार का नैनोमटेरियल है जिसे कोयला निष्कर्षण, ग्रेफाइटीकरण और रासायनिक वाष्प निक्षेपण सहित विभिन्न विधियों का उपयोग करके तैयार किया जा सकता है। इनमें से, कोयला निष्कर्षण सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली तैयारी विधियों में से एक है। उच्च तापमान ग्रेफाइटीकरण प्रक्रिया के माध्यम से, कोयले में मौजूद कार्बनिक पदार्थ को कार्बन ब्लैक में परिवर्तित किया जाता है, जिसे फिर उत्कृष्ट चालकता वाला सुपर पी पाउडर प्राप्त करने के लिए कई भौतिक और रासायनिक उपचारों से गुज़ारा जाता है।
मूलभूत कार्य
बैटरी के इलेक्ट्रोड (धनात्मक या ऋणात्मक) में, सक्रिय पदार्थ (जैसे लिथियम आयरन फॉस्फेट LiFePO4, लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड LiCoO2, ग्रेफाइट, हार्ड कार्बन, आदि) की इलेक्ट्रॉनिक चालकता आमतौर पर आदर्श नहीं होती है।
सुपर पी पाउडर की एक छोटी मात्रा (आमतौर पर कुल इलेक्ट्रोड वजन का 1% -10%, सामान्यतः 3% -5%) को सक्रिय पदार्थों और बाइंडरों के साथ मिलाने से:
सक्रिय पदार्थ कणों के बीच तथा कणों और धारा संग्राहकों (जैसे एल्युमीनियम पन्नी, तांबे की पन्नी) के बीच कुशल इलेक्ट्रॉनिक चालन पथ स्थापित करना।
इलेक्ट्रोड के आंतरिक प्रतिरोध को महत्वपूर्ण रूप से कम करें।
सक्रिय पदार्थों की उपयोग दर में सुधार करें, विशेष रूप से उच्च धारा चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान।
बैटरी की दर प्रदर्शन (तेज चार्जिंग और डिस्चार्जिंग क्षमता) और चक्र जीवन में सुधार करें।
संरचनात्मक विशेषताएँ
सुपर पी पाउडर की संरचनात्मक विशेषताएँ मुख्यतः इसकी सूक्ष्म संरचना और रासायनिक संरचना में परिलक्षित होती हैं। स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत, सुपर पी पाउडर एक समान कण वितरण प्रदर्शित करता है, जिसका आकार आमतौर पर 10-30 नैनोमीटर तक होता है। रासायनिक संरचना विश्लेषण से पता चलता है कि सुपर पी पाउडर मुख्य रूप से कार्बन तत्वों से बना है, लेकिन इसमें कुछ मात्रा में ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और अशुद्धियाँ भी होती हैं।
ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोग
ऊर्जा भंडारण के क्षेत्र में सुपर पी पाउडर की व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएँ हैं। लिथियम-आयन बैटरियों के एक महत्वपूर्ण घटक के रूप में, सुपर पी पाउडर का उपयोग ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पदार्थ के रूप में किया जा सकता है, जो लिथियम सम्मिलन अभिक्रियाओं के लिए इलेक्ट्रॉनिक चालन चैनल और सक्रिय स्थल प्रदान करता है, जिससे लिथियम-आयन बैटरियों के ऊर्जा घनत्व और चक्रण स्थिरता में सुधार होता है। सुपर पी पाउडर का उपयोग सुपरकैपेसिटर के लिए इलेक्ट्रोड पदार्थ के रूप में भी किया जा सकता है, जिसमें उच्च ऊर्जा घनत्व, लंबा चक्र जीवन और तेज़ चार्जिंग और डिस्चार्जिंग जैसी विशेषताएँ होती हैं।
इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोग
इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में, सुपर पी पाउडर में लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में अपार संभावनाएं हैं। अपनी उत्कृष्ट चालकता और प्लास्टिसिटी के कारण, सुपर पी पाउडर का उपयोग लचीले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, जैसे लचीली डिस्प्ले स्क्रीन, पहनने योग्य उपकरण और रोल करने योग्य बैटरी, को तैयार करने में किया जा सकता है। ये अनुप्रयोग पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के स्वरूप और उपयोग को व्यापक रूप से बदल देंगे, जिससे उपयोगकर्ताओं को अधिक सुविधाजनक और आरामदायक अनुभव मिलेगा।
दक्षता बढ़ाना
ऊर्जा भंडारण और इलेक्ट्रॉनिक्स के अलावा, सुपर पी पाउडर का उपयोग उत्प्रेरकों के निर्माण में भी व्यापक रूप से किया जाता है। इसकी उच्च चालकता और बड़ा विशिष्ट पृष्ठीय क्षेत्रफल अभिक्रिया दक्षता और उत्प्रेरक क्रियाशीलता में सुधार कर सकता है। उदाहरण के लिए, सुपर पी पाउडर को बहुमूल्य धातु उत्प्रेरकों के साथ मिलाकर, ऑक्सीजन न्यूनीकरण अभिक्रिया (ओआरआर) और हाइड्रॉक्साइड न्यूनीकरण अभिक्रिया (एचईआर) जैसी विद्युत उत्प्रेरक प्रक्रियाओं के लिए उच्च-प्रदर्शन उत्प्रेरक तैयार किए जा सकते हैं।
