ಬ್ಯಾಟರಿ ಬಾಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಅಧ್ಯಯನವು ಕೀಲಿಯನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ: ಕಣಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂವಹನ

ವಿದೇಶಿ ಮಾಧ್ಯಮ ವರದಿಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ವರ್ಜೀನಿಯಾ ಟೆಕ್ ಕಾಲೇಜ್ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸ್‌ನ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ವಿಭಾಗದ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಫೆಂಗ್ ಲಿನ್ ಮತ್ತು ಅವರ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ಆರಂಭಿಕ ಬ್ಯಾಟರಿ ಕೊಳೆತವು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಕಣಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದ ಪ್ರೇರಿತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ, ಆದರೆ ಡಜನ್ಗಟ್ಟಲೆ ಶುಲ್ಕಗಳ ನಂತರ ಲೂಪ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರ, ಆ ಕಣಗಳು ಹೇಗೆ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂಬುದು ಹೆಚ್ಚು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.

"ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ದೀರ್ಘ ಬ್ಯಾಟರಿ ಅವಧಿಗಾಗಿ ಬ್ಯಾಟರಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವುದು ಮತ್ತು ತಯಾರಿಸುವುದು ಎಂಬುದರ ರಹಸ್ಯಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ" ಎಂದು ಲಿನ್ ಹೇಳಿದರು. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಲಿನ್‌ನ ಲ್ಯಾಬ್ ವೇಗವಾಗಿ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್, ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದ, ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಜೀವನ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸಲು ಬ್ಯಾಟರಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಮರುವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದೆ.

0
ಕಾಮೆಂಟ್ ಮಾಡಿ
ಸಂಗ್ರಹಿಸು
ಇಷ್ಟ
ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ
ಬ್ಯಾಟರಿ ಬಾಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಅಧ್ಯಯನವು ಕೀಲಿಯನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ: ಕಣಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂವಹನ
GasgooLiu Liting5小时前
ವಿದೇಶಿ ಮಾಧ್ಯಮ ವರದಿಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ವರ್ಜೀನಿಯಾ ಟೆಕ್ ಕಾಲೇಜ್ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸ್‌ನ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ವಿಭಾಗದ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಫೆಂಗ್ ಲಿನ್ ಮತ್ತು ಅವರ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ಆರಂಭಿಕ ಬ್ಯಾಟರಿ ಕೊಳೆತವು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಕಣಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದ ಪ್ರೇರಿತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ, ಆದರೆ ಡಜನ್ಗಟ್ಟಲೆ ಶುಲ್ಕಗಳ ನಂತರ ಲೂಪ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರ, ಆ ಕಣಗಳು ಹೇಗೆ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂಬುದು ಹೆಚ್ಚು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.

"ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ದೀರ್ಘ ಬ್ಯಾಟರಿ ಅವಧಿಗಾಗಿ ಬ್ಯಾಟರಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವುದು ಮತ್ತು ತಯಾರಿಸುವುದು ಎಂಬುದರ ರಹಸ್ಯಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ" ಎಂದು ಲಿನ್ ಹೇಳಿದರು. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಲಿನ್‌ನ ಲ್ಯಾಬ್ ವೇಗವಾಗಿ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್, ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದ, ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಜೀವನ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸಲು ಬ್ಯಾಟರಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಮರುವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದೆ.

ಚಿತ್ರ ಮೂಲ: ಫೆಂಗ್ ಲಿನ್

"ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕಣವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತಗಳಿಗೆ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಲು ಅನುಮತಿಸಿದಾಗ, ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಲು ನಾವು ಉತ್ತಮ ಟೂಲ್‌ಬಾಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದೇವೆ" ಎಂದು ಲಿನ್ ಹೇಳಿದರು. "ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ವೇಗದ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಬಗ್ಗೆ ನಮ್ಮ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ನಾವು ಉತ್ಸುಕರಾಗಿದ್ದೇವೆ. ”

ಈ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು US ಡಿಪಾರ್ಟ್‌ಮೆಂಟ್ ಆಫ್ ಎನರ್ಜಿಯ SLAC ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ವೇಗವರ್ಧಕ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ, ಪರ್ಡ್ಯೂ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ ಮತ್ತು ಯುರೋಪಿಯನ್ ಸಿಂಕ್ರೊಟ್ರಾನ್ ವಿಕಿರಣ ಸೌಲಭ್ಯದ ಸಹಯೋಗದೊಂದಿಗೆ ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಲಿನ್‌ನ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಪೋಸ್ಟ್‌ಡಾಕ್ಟರಲ್ ಫೆಲೋಗಳಾದ ಝೆಂಗ್ರುಯಿ ಕ್ಸು ಮತ್ತು ಡಾಂಗ್ ಹೋ ಅವರು ಕಾಗದದ ಸಹ-ಲೇಖಕರು, ಪ್ರಮುಖ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್, ಬ್ಯಾಟರಿ ತಯಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮಾಪನಗಳು ಮತ್ತು ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಮತ್ತು ಡೇಟಾ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ.

"ಬ್ಯಾಟರಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಈ ಕಣಗಳು ಮೂಲ ಬಿಲ್ಡಿಂಗ್ ಬ್ಲಾಕ್ಸ್, ಆದರೆ ಅಳೆಯುವಾಗ, ಈ ಕಣಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತವೆ" ಎಂದು ಸ್ಟ್ಯಾನ್‌ಫೋರ್ಡ್ ಸಿಂಕ್ರೊಟ್ರಾನ್ ವಿಕಿರಣ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲ (ಎಸ್‌ಎಸ್‌ಆರ್‌ಎಲ್) ನಲ್ಲಿ ಸಹವರ್ತಿ SLAC ವಿಜ್ಞಾನಿ ಯಿಜಿನ್ ಲಿಯು ಹೇಳಿದರು. "ನೀವು ಉತ್ತಮ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು ಬಯಸಿದರೆ, ಕಣಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಸೇರಿಸಬೇಕೆಂದು ನೀವು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಬೇಕು."

ಅಧ್ಯಯನದ ಭಾಗವಾಗಿ, ಪುನರ್ಭರ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಣಗಳು ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಹೇಗೆ ಒಡೆಯುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಲಿನ್, ಲಿಯು ಮತ್ತು ಇತರ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ದೃಷ್ಟಿ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಈ ಬಾರಿಯ ಗುರಿಯು ಕೇವಲ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಣಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದು ಮಾತ್ರವಲ್ಲ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಅವಧಿಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಅವು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಸಹ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದು. ಬ್ಯಾಟರಿ ವಿನ್ಯಾಸಗಳ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಹೊಸ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಕಲಿಯುವುದು ಅಂತಿಮ ಗುರಿಯಾಗಿದೆ.

ಅಧ್ಯಯನದ ಭಾಗವಾಗಿ, ತಂಡವು ಎಕ್ಸ್-ರೇಗಳೊಂದಿಗೆ ಬ್ಯಾಟರಿ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಅನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದೆ. ವಿಭಿನ್ನ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ನ 3D ಚಿತ್ರವನ್ನು ಪುನರ್ನಿರ್ಮಿಸಲು ಅವರು ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಟೊಮೊಗ್ರಫಿಯನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ನಂತರ ಅವರು ಈ 3D ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು 2D ಸ್ಲೈಸ್‌ಗಳ ಸರಣಿಯಾಗಿ ಕತ್ತರಿಸಿ ಕಣಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ದೃಷ್ಟಿ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಲಿನ್ ಮತ್ತು ಲಿಯು ಜೊತೆಗೆ, ಅಧ್ಯಯನವು SSRL ಪೋಸ್ಟ್‌ಡಾಕ್ಟರಲ್ ಸಂಶೋಧಕ ಜಿಝೌ ಲಿ, ಪರ್ಡ್ಯೂ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಕೀಜೆ ಝಾವೊ ಮತ್ತು ಪರ್ಡ್ಯೂ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಪದವಿ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ ನಿಖಿಲ್ ಶರ್ಮಾ ಅವರನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿತ್ತು.

ಸಂಶೋಧಕರು ಅಂತಿಮವಾಗಿ 2,000 ಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಣಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಗಾತ್ರ, ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನದಂತಹ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಣದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಕಣಗಳು ಎಷ್ಟು ಬಾರಿ ಪರಸ್ಪರ ನೇರ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿವೆ ಮತ್ತು ಕಣಗಳು ಎಷ್ಟು ಆಕಾರವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಿದವು ಎಂಬಂತಹ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದರು.

ಮುಂದೆ, ಪ್ರತಿ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ಕಣಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಒಡೆಯಲು ಕಾರಣವಾಯಿತು ಎಂಬುದನ್ನು ಅವರು ನೋಡಿದರು ಮತ್ತು 10 ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ, ಕಣಗಳು ಎಷ್ಟು ಗೋಳಾಕಾರದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಣಗಳ ಪರಿಮಾಣದ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಣಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ದೊಡ್ಡ ಅಂಶಗಳಾಗಿವೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಆದಾಗ್ಯೂ, 50 ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ, ಜೋಡಿಯಾಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಗುಂಪಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಕಣಗಳ ವಿಭಜನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು-ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಎರಡು ಕಣಗಳು ಎಷ್ಟು ದೂರದಲ್ಲಿವೆ, ಆಕಾರವು ಎಷ್ಟು ಬದಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಉದ್ದವಾದ ಸಾಕರ್ ಬಾಲ್-ಆಕಾರದ ಕಣಗಳು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ದೃಷ್ಟಿಕೋನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.

"ಕಾರಣ ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಕಣವಲ್ಲ, ಆದರೆ ಕಣ-ಕಣಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆ" ಎಂದು ಲಿಯು ಹೇಳಿದರು. ಈ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ತಯಾರಕರು ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅವರು ಕಾಂತೀಯ ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಬಹುದು, ಉದ್ದವಾದ ಕಣಗಳನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಜೋಡಿಸುವುದು, ಇತ್ತೀಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಗಳು ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿ ಅವಧಿಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಲಿನ್ ಸೇರಿಸಲಾಗಿದೆ: "ವೇಗದ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ EV ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಾವು ತೀವ್ರವಾಗಿ ಸಂಶೋಧಿಸುತ್ತಿದ್ದೇವೆ. ಅಗ್ಗದ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಹೇರಳವಾಗಿರುವ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬ್ಯಾಟರಿ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ, ನಮ್ಮ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯವು ಸಮತೋಲನದಿಂದ ದೂರವಿರುವ ಬ್ಯಾಟರಿ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ನಿರಂತರ ಪ್ರಯತ್ನವನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತಿದೆ. ನಾವು ಬ್ಯಾಟರಿ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಕಠಿಣ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಅವುಗಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದ್ದೇವೆ.