Abstract The optimized superconducting stellarator device Wendelstein 7-X (with major radius , minor radius , and plasma volume) restarted operation after the assembly of a graphite heat shield and 10 inertially cooled island divertor modules. This paper reports on the results from the first high-performance plasma operation. Glow discharge conditioning and ECRH conditioning discharges in helium turned out to be important for density and edge radiation control. Plasma densities of with central electron temperatures were routinely achieved with hydrogen gas fueling, frequently terminated by a radiative collapse. In a first stage, plasma densities up to were reached with hydrogen pellet injection and helium gas fueling. Here, the ions are indirectly heated, and at a central density of a temperature of with was transiently accomplished, which corresponds to with a peak diamagnetic energy of and volume-averaged normalized plasma pressure . The routine access to high plasma densities was opened with boronization of the first wall. After boronization, the oxygen impurity content was reduced by a factor of 10, the carbon impurity content by a factor of 5. The reduced (edge) plasma radiation level gives routinely access to higher densities without radiation collapse, e.g. well above line integrated density and central temperatures at moderate ECRH power. Both X2 and O2 mode ECRH schemes were successfully applied. Core turbulence was measured with a phase contrast imaging diagnostic and suppression of turbulence during pellet injection was observed.

Massive production of carcinogenic fly ash waste poses severe threats to water bodies due to its disposal into drains and landfills. Fly ash can be a source of raw materials for the synthesis of adsorbents. Rag fly ash as a new class of raw materials could be a cheap source of Al and Si for the synthesis of Na-zeolites. In this work, NaOH activation, via a prefusion- and postfusion-based hydrothermal strategy, was practiced for the modification of rag fly ash into Na-zeolite. Morphology, surface porosity, chemical composition, functionality, mineral phases, and crystallinity, in conjunction with ion exchangeability of the tailored materials, were evaluated by SEM, ICP-OES, XRF, FTIR, XRD, and cation exchange capacity (CEC) techniques. Rag fly ash and the synthesized Na-zeolites were applied for the removal of Pb (II) from synthetic wastewater by varying the reaction conditions, such as initial metal ion concentration, mass of adsorbent, sorption time, and pH of the reaction medium. It was observed that Na-zeolite materials (1 g/100 mL) effectively removed up to 90–98% of Pb (II) ions from 100 mg/L synthetic solution within 30 min at pH ≈ 8. Freundlich adsorption isotherm favors the multilayer heterogeneous adsorption mechanism for the removal of Pb (II). It is reasonable to conclude that recycling of textile rag fly ash waste into value-added Na-zeolites for the treatment of industrial wastewater could be an emergent move toward achieving sustainable and green remediation.

This paper represents a detailed study of Gd3+ substitutions on Structural, Dielectric, Spectroscopic, Raman, and Photo luminance Properties of Ba0.4Sr0.6Co2Fe16O27 magnetic oxides were prepared using the sol-gel auto combustion method. All of these specimens were sintered at 1100 °C for 5 h. X-ray diffraction analysis (XRD) confirmed the single-phase detection and structural analysis. The lattice parameters a and c show the insignificant behavior 5.893–5.933 Å, and 32.049–32.476 Å with the concentration of gadolinium ions. The crystallite size ranged from 25 to 30 nm, demonstrating a growing tendency as Gd-substitution was enhanced. The discrepancy in the ionic radii of iron (Fe3+) and substituent elements (Gd3+) is the cause of the variation in cell volume and lattice constants. FTIR spectroscopy confirmed the presence of absorption bands (590 and 3000 cm−1) for prepared BaSr-based W-type hexa-ferrites. The vibrational bands of metal oxide ions are responsible for the 590 and 685 cm−1 peaks. The Raman spectrum showed six discrete, brittle peaks: 320, 440, 620, 690, 1300, and 1600 of synthesized nanomaterials—the dielectric constant and dielectric loss increase by substituting the Gd3+ ion. The dielectric parameters and dielectric loss at higher frequencies suggest that the prepared material may be excellent for switching, sensing, and high-frequency applications.

Objective: In this manuscript, we have investigated the temperature dependent electrical transport properties of CZTS/MoSe2/glass heterostructures for solar cell applications. Methods: MoSe2 coated CZTS diode thin films were fabricated using sol-gel and thermal evaporation methods. During first step, CZTS thin films were grown on glass substrate by sol-gel process and in the 2nd step, MoSe2 thin films were grown on CZTS/glass using thermal evaporation method. The grown structures were post growth annealed at 450-500℃ using a muffle furnace. Results: The structure of each layer was verified by XRD and Raman spectroscopy. SEM analysis has confirmed the smooth surface formation of thin films with a uniform distribution of grains. Electrical properties have been studied by two probe technique after the junction formation between CZTS and MoSe2. Transport properties of the junction showed its semiconductor nature. The resistivity varies from 0 to 7×109ohm-cm for the sample annealed at 450℃ and varies 0 to 3×1010ohm-cm for the sample annealed at 500℃. Conclusion: All these parameters made synthesized thin films promising candidates for higher efficiency solar cells, radio modulation and power conversion applications. The effect of the MoSe2 layer on the microstructure and performance of the CZTS film is discussed here in detail. These results serve as guiding principles for preparing high-quality CZTS thin films for potential applications in low-cost solar cells.

Simple chemical compositions are frequently preferred in practical thermoelectric material applications due to their high growth success rates and increased stability. In this study, an n-type SbPbTe thin alloys film with equal amounts of all elements was grown, and the effect of equal contributions on thermoelectric properties and post-annealing treatment for 1 to 4 hours was investigated. The as-grown SbPbTe thin alloys film and post annealed sample exhibited uniform composition distributions, single-phase microstructures, and non-uniform grain sizes at both micro- and nanoscales. The 4-hour post annealed SbPbTe thin alloys film demonstrated maximum thermoelectric power factor of 21.2 μWcm-1K-2 at 500 K. This improvement was attributed to a decrease in electrical conductivity and the maintenance of a relatively maximum Seebeck coefficient achieved through the adjustment of carrier concentrations. The small grain size distribution over the surface contributed to strengthened grain boundary scattering, enhanced the charge carrier density and energy filtering effect. The thermoelectric power factor for the 4-hour annealed sample peaks at 500 K, indicating optimal thermoelectric performance, as calculated from the Seebeck coefficient and electrical conductivity values. These findings provide insights into the structural and thermoelectric properties of SbPbTe thin alloy films, pointing to potential ways to improve their thermoelectric efficiency.