અભ્યાસ બેટરી જીવન સુધારવા માટે કી શોધે છે: કણો વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ

વિદેશી મીડિયાના અહેવાલો અનુસાર, વર્જિનિયા ટેક કોલેજ ઓફ સાયન્સના રસાયણશાસ્ત્ર વિભાગના સહયોગી પ્રોફેસર ફેંગ લિન અને તેમની સંશોધન ટીમે શોધી કાઢ્યું હતું કે પ્રારંભિક બેટરીનો સડો વ્યક્તિગત ઇલેક્ટ્રોડ કણોના ગુણધર્મો દ્વારા ચલાવવામાં આવતો હોવાનું જણાય છે, પરંતુ ડઝનેક ચાર્જ બાદ લૂપ કર્યા પછી, તે કણો એકસાથે કેવી રીતે ફિટ થાય છે તે વધુ મહત્વનું છે.

"આ અભ્યાસ લાંબા બેટરી ચક્ર જીવન માટે બેટરી ઇલેક્ટ્રોડ્સને કેવી રીતે ડિઝાઇન અને બનાવવું તેના રહસ્યો જાહેર કરે છે," લિનએ કહ્યું. હાલમાં, લિનની લેબ ઝડપી-ચાર્જિંગ, ઓછા ખર્ચે, લાંબું જીવન અને પર્યાવરણને અનુકૂળ ઇલેક્ટ્રોડ આર્કિટેક્ચર બનાવવા માટે બેટરી ઇલેક્ટ્રોડ્સને ફરીથી ડિઝાઇન કરવા પર કામ કરી રહી છે.

0
ટિપ્પણી
એકત્રિત કરો
જેમ
ટેકનોલોજી
અભ્યાસ બેટરી જીવન સુધારવા માટે કી શોધે છે: કણો વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ
GasgooLiu Liting5小时前
વિદેશી મીડિયાના અહેવાલો અનુસાર, વર્જિનિયા ટેક કોલેજ ઓફ સાયન્સના રસાયણશાસ્ત્ર વિભાગના સહયોગી પ્રોફેસર ફેંગ લિન અને તેમની સંશોધન ટીમે શોધી કાઢ્યું હતું કે પ્રારંભિક બેટરીનો સડો વ્યક્તિગત ઇલેક્ટ્રોડ કણોના ગુણધર્મો દ્વારા ચલાવવામાં આવતો હોવાનું જણાય છે, પરંતુ ડઝનેક ચાર્જ બાદ લૂપ કર્યા પછી, તે કણો એકસાથે કેવી રીતે ફિટ થાય છે તે વધુ મહત્વનું છે.

"આ અભ્યાસ લાંબા બેટરી ચક્ર જીવન માટે બેટરી ઇલેક્ટ્રોડ્સને કેવી રીતે ડિઝાઇન અને બનાવવું તેના રહસ્યો જાહેર કરે છે," લિનએ કહ્યું. હાલમાં, લિનની લેબ ઝડપી-ચાર્જિંગ, ઓછા ખર્ચે, લાંબું જીવન અને પર્યાવરણને અનુકૂળ ઇલેક્ટ્રોડ આર્કિટેક્ચર બનાવવા માટે બેટરી ઇલેક્ટ્રોડ્સને ફરીથી ડિઝાઇન કરવા પર કામ કરી રહી છે.

છબી સ્ત્રોત: ફેંગ લિન

"જ્યારે ઇલેક્ટ્રોડ આર્કિટેક્ચર દરેક વ્યક્તિગત કણને વિદ્યુત સંકેતો પર ઝડપથી પ્રતિસાદ આપવા માટે પરવાનગી આપે છે, ત્યારે અમારી પાસે બેટરીને ઝડપથી ચાર્જ કરવા માટે એક સરસ ટૂલબોક્સ હશે," લિને કહ્યું. “અમે ઓછી કિંમતની ફાસ્ટ-ચાર્જિંગ બેટરીની આગામી પેઢીની અમારી સમજને સક્ષમ કરવા માટે ઉત્સાહિત છીએ. "

આ સંશોધન યુએસ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જીની SLAC નેશનલ એક્સિલરેટર લેબોરેટરી, પરડ્યુ યુનિવર્સિટી અને યુરોપિયન સિંક્રોટ્રોન રેડિયેશન ફેસિલિટી સાથે મળીને હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. લિનની લેબમાં પોસ્ટડોક્ટરલ ફેલો ઝેન્ગ્રુઇ ઝુ અને ડોંગ હો પણ પેપર પર સહ-લેખકો છે, ઇલેક્ટ્રોડ ફેબ્રિકેશન, બેટરી ફેબ્રિકેશન અને બેટરી પરફોર્મન્સ માપન અને એક્સ-રે પ્રયોગો અને ડેટા વિશ્લેષણમાં મદદ કરે છે.

સ્ટેનફોર્ડ સિંક્રોટ્રોન રેડિયેશન લાઇટ સોર્સ (SSRL) ના સાથી SLAC વૈજ્ઞાનિક યિજિન લિયુએ જણાવ્યું હતું કે, "મૂળભૂત બિલ્ડીંગ બ્લોક્સ આ કણો છે જે બેટરી ઇલેક્ટ્રોડ બનાવે છે, પરંતુ જ્યારે તેને માપવામાં આવે છે, ત્યારે આ કણો એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે." "જો તમે સારી બેટરી બનાવવા માંગતા હો, તો તમારે કણોને એકસાથે કેવી રીતે મૂકવું તે જાણવાની જરૂર છે."

અભ્યાસના ભાગ રૂપે, લિન, લિયુ અને અન્ય સહકર્મીઓએ અભ્યાસ કરવા માટે કમ્પ્યુટર વિઝન તકનીકોનો ઉપયોગ કર્યો હતો કે કેવી રીતે વ્યક્તિગત કણો કે જે રિચાર્જેબલ બેટરીના ઇલેક્ટ્રોડ બનાવે છે તે સમય જતાં તૂટી જાય છે. આ સમયનો ધ્યેય માત્ર વ્યક્તિગત કણોનો અભ્યાસ કરવાનો નથી, પરંતુ બેટરીની આવરદા વધારવા અથવા ઘટાડવા માટે તેઓ એકસાથે કેવી રીતે કામ કરે છે તેનો પણ અભ્યાસ કરવાનો છે. અંતિમ ધ્યેય બેટરી ડિઝાઇનના જીવનને વધારવાની નવી રીતો શીખવાનું છે.

અભ્યાસના ભાગરૂપે, ટીમે એક્સ-રે સાથે બેટરી કેથોડનો અભ્યાસ કર્યો. તેઓએ વિવિધ ચાર્જિંગ ચક્ર પછી બેટરીના કેથોડના 3D ચિત્રને પુનઃનિર્માણ કરવા માટે એક્સ-રે ટોમોગ્રાફીનો ઉપયોગ કર્યો. પછી તેઓએ આ 3D ચિત્રોને 2D સ્લાઇસેસની શ્રેણીમાં કાપ્યા અને કણોને ઓળખવા માટે કમ્પ્યુટર વિઝન પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કર્યો. લિન અને લિયુ ઉપરાંત, અભ્યાસમાં SSRL પોસ્ટડોક્ટરલ સંશોધક જીઝોઉ લી, પરડ્યુ યુનિવર્સિટીના મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગના પ્રોફેસર કીજે ઝાઓ અને પરડ્યુ યુનિવર્સિટીના સ્નાતક વિદ્યાર્થી નિખિલ શર્માનો સમાવેશ થાય છે.

સંશોધકોએ આખરે 2,000 થી વધુ વ્યક્તિગત કણોની ઓળખ કરી, માત્ર વ્યક્તિગત કણોની લાક્ષણિકતાઓ જેમ કે કદ, આકાર અને સપાટીની ખરબચડીની ગણતરી કરી, પરંતુ કણો એકબીજા સાથે કેટલી વાર સીધો સંપર્કમાં હતા અને કણોએ કેટલો આકાર બદલ્યો તે જેવી સુવિધાઓની પણ ગણતરી કરી.

આગળ, તેઓએ જોયું કે દરેક ગુણધર્મ કણોને કેવી રીતે તૂટે છે, અને જાણવા મળ્યું કે 10 ચાર્જિંગ ચક્ર પછી, સૌથી મોટા પરિબળો વ્યક્તિગત કણોના ગુણધર્મો હતા, જેમાં કણો કેટલા ગોળાકાર હતા અને કણોના જથ્થાનો સપાટી વિસ્તારનો ગુણોત્તર સામેલ હતો. 50 ચક્ર પછી, જો કે, જોડી અને જૂથ ગુણધર્મોએ કણોનું વિઘટન કર્યું - જેમ કે બે કણો કેટલા દૂર હતા, આકાર કેટલો બદલાયો, અને શું વધુ વિસ્તરેલ સોકર બોલ આકારના કણો સમાન અભિગમ ધરાવે છે.

"કારણ હવે માત્ર કણ જ નથી, પરંતુ કણ-કણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે," લિયુએ કહ્યું. આ શોધ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તેનો અર્થ એ છે કે ઉત્પાદકો આ ગુણધર્મોને નિયંત્રિત કરવા માટે તકનીકો વિકસાવી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, તેઓ વિસ્તરેલ કણોને એકબીજા સાથે સંરેખિત કરીને ચુંબકીય અથવા ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ કરવામાં સક્ષમ હોઈ શકે છે, નવીનતમ તારણો સૂચવે છે કે આ બેટરી જીવનને લંબાવશે."

લીને ઉમેર્યું: “અમે ઝડપી ચાર્જિંગ અને નીચા તાપમાનની સ્થિતિમાં EV બેટરી કેવી રીતે કાર્યક્ષમ રીતે કાર્ય કરી શકે તે અંગે સઘન સંશોધન કરી રહ્યા છીએ. સસ્તી અને વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં કાચી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને બેટરીના ખર્ચને ઘટાડી શકે તેવી નવી સામગ્રીઓ ડિઝાઇન કરવા ઉપરાંત, અમારી પ્રયોગશાળાએ બેટરીના વર્તનને સંતુલનથી દૂર સમજવાનો સતત પ્રયાસ પણ કર્યો છે. અમે બેટરીની સામગ્રી અને કઠોર વાતાવરણમાં તેમના પ્રતિભાવનો અભ્યાસ કરવાનું શરૂ કર્યું છે.