अध्ययनले ब्याट्री जीवन सुधार गर्न कुञ्जी फेला पार्छ: कणहरू बीचको अन्तरक्रिया

विदेशी मिडिया रिपोर्टहरूका अनुसार, भर्जिनिया टेक कलेज अफ साइन्सको रसायन विज्ञान विभागका सहयोगी प्रोफेसर फेंग लिन र उनको अनुसन्धान टोलीले पत्ता लगाए कि प्रारम्भिक ब्याट्री क्षय व्यक्तिगत इलेक्ट्रोड कणहरूको गुणद्वारा संचालित देखिन्छ, तर दर्जनौं चार्ज पछि। लुपिङ पछि, ती कणहरू कसरी एकसाथ फिट हुन्छन् त्यो बढी महत्त्वपूर्ण छ।

"यस अध्ययनले लामो ब्याट्री चक्र जीवनको लागि ब्याट्री इलेक्ट्रोडहरू कसरी डिजाइन र निर्माण गर्ने भन्ने रहस्य प्रकट गर्दछ," लिनले भने। हाल, लिनको प्रयोगशालाले छिटो-चार्जिङ, कम लागत, लामो जीवन र वातावरणमैत्री इलेक्ट्रोड वास्तुकला सिर्जना गर्न ब्याट्री इलेक्ट्रोडहरू पुन: डिजाइन गर्न काम गरिरहेको छ।

0
टिप्पणी गर्नुहोस्
सङ्कलन
जस्तै
प्रविधि
अध्ययनले ब्याट्री जीवन सुधार गर्न कुञ्जी फेला पार्छ: कणहरू बीचको अन्तरक्रिया
GasgooLiu Liting5小时前
विदेशी मिडिया रिपोर्टहरूका अनुसार, भर्जिनिया टेक कलेज अफ साइन्सको रसायन विज्ञान विभागका सहयोगी प्रोफेसर फेंग लिन र उनको अनुसन्धान टोलीले पत्ता लगाए कि प्रारम्भिक ब्याट्री क्षय व्यक्तिगत इलेक्ट्रोड कणहरूको गुणद्वारा संचालित देखिन्छ, तर दर्जनौं चार्ज पछि। लुपिङ पछि, ती कणहरू कसरी एकसाथ फिट हुन्छन् त्यो बढी महत्त्वपूर्ण छ।

"यस अध्ययनले लामो ब्याट्री चक्र जीवनको लागि ब्याट्री इलेक्ट्रोडहरू कसरी डिजाइन र निर्माण गर्ने भन्ने रहस्य प्रकट गर्दछ," लिनले भने। हाल, लिनको प्रयोगशालाले छिटो-चार्जिङ, कम लागत, लामो जीवन र वातावरणमैत्री इलेक्ट्रोड वास्तुकला सिर्जना गर्न ब्याट्री इलेक्ट्रोडहरू पुन: डिजाइन गर्न काम गरिरहेको छ।

छवि स्रोत: फेंग लिन

"जब इलेक्ट्रोड आर्किटेक्चरले प्रत्येक व्यक्तिगत कणलाई विद्युतीय संकेतहरूमा छिटो प्रतिक्रिया दिन अनुमति दिन्छ, हामीसँग ब्याट्रीहरू छिटो चार्ज गर्नको लागि उत्कृष्ट उपकरण बक्स हुनेछ," लिनले भने। "हामी कम लागतमा छिटो चार्ज हुने ब्याट्रीहरूको अर्को पुस्ताको हाम्रो बुझाइलाई सक्षम बनाउन उत्साहित छौं। "

यो अनुसन्धान अमेरिकी ऊर्जा विभागको SLAC नेशनल एक्सेलेटर प्रयोगशाला, पर्ड्यू विश्वविद्यालय र युरोपेली सिन्क्रोट्रोन विकिरण सुविधासँगको सहकार्यमा गरिएको थियो। Zhengrui Xu र Dong Ho, लिनको प्रयोगशालामा पोस्टडक्टोरल फेलोहरू पनि कागजमा सह-लेखकहरू हुन्, इलेक्ट्रोड निर्माण, ब्याट्री निर्माण, र ब्याट्री कार्यसम्पादन मापन, र एक्स-रे प्रयोगहरू र डेटा विश्लेषणमा सहयोग गर्ने।

"आधारभूत बिल्डिंग ब्लकहरू यी कणहरू हुन् जसले ब्याट्री इलेक्ट्रोडहरू बनाउँछ, तर जब मापन गर्दा, यी कणहरू एकअर्कासँग अन्तरक्रिया गर्छन्," SLAC वैज्ञानिक यिजिन लिउ, स्ट्यानफोर्ड सिन्क्रोट्रोन विकिरण प्रकाश स्रोत (SSRL) का साथीले भने। "यदि तपाई अझ राम्रो ब्याट्री बनाउन चाहनुहुन्छ भने, तपाईलाई कणहरू कसरी सँगै राख्ने भनेर जान्न आवश्यक छ।"

अध्ययनको एक भागको रूपमा, लिन, लिउ र अन्य सहकर्मीहरूले रिचार्जेबल ब्याट्रीहरूको इलेक्ट्रोडहरू बनाउने व्यक्तिगत कणहरू कसरी समयसँगै बिच्छेदन हुन्छन् भनेर अध्ययन गर्न कम्प्युटर दृष्टि प्रविधिहरू प्रयोग गरे। यस पटकको लक्ष्य व्यक्तिगत कणहरू मात्र होइन, तर तिनीहरूले ब्याट्रीको आयु बढाउन वा घटाउन सँगै काम गर्ने तरिकाहरू पनि अध्ययन गर्नु हो। अन्तिम लक्ष्य भनेको ब्याट्री डिजाइनको आयु विस्तार गर्ने नयाँ तरिकाहरू सिक्नु हो।

अध्ययनको एक भागको रूपमा, टोलीले एक्स-रेको साथ ब्याट्री क्याथोड अध्ययन गर्यो। तिनीहरूले एक्स-रे टोमोग्राफी प्रयोग गरी ब्याट्रीको क्याथोडको थ्रीडी चित्रलाई विभिन्न चार्जिङ चक्र पछि पुन: निर्माण गर्न प्रयोग गरे। त्यसपछि तिनीहरूले यी 3D चित्रहरूलाई 2D स्लाइसहरूको श्रृंखलामा काटेर कणहरू पहिचान गर्न कम्प्युटर दृष्टि विधिहरू प्रयोग गरे। लिन र लिउ बाहेक, अध्ययनमा एसएसआरएल पोस्टडक्टोरल अनुसन्धानकर्ता जिझाउ ली, पर्ड्यू विश्वविद्यालय मेकानिकल इन्जिनियरिङका प्रोफेसर केइजे झाओ र पर्ड्यू विश्वविद्यालयका स्नातक विद्यार्थी निखिल शर्मा समावेश थिए।

अन्वेषकहरूले अन्ततः 2,000 भन्दा बढी व्यक्तिगत कणहरू पहिचान गरे, व्यक्तिगत कण विशेषताहरू जस्तै आकार, आकार, र सतहको नरमपन, तर कणहरू कति पटक एकअर्कासँग प्रत्यक्ष सम्पर्कमा थिए र कणहरूले आकार परिवर्तन गरे जस्ता सुविधाहरू पनि गणना गर्दै।

त्यसपछि, तिनीहरूले प्रत्येक गुणले कणहरू कसरी टुट्यो भनेर हेरे, र पत्ता लगाए कि 10 चार्जिङ चक्र पछि, सबैभन्दा ठूलो कारकहरू व्यक्तिगत कणहरूको गुणहरू थिए, जसमा कणहरू कति गोलाकार थिए र कणहरूको भोल्युमको सतह क्षेत्रको अनुपात समावेश थिए। 50 चक्र पछि, तथापि, जोडा र समूह गुणहरूले कण विघटनलाई ड्राइभ गर्यो - जस्तै दुई कणहरू कति टाढा थिए, आकार कति परिवर्तन भयो, र अधिक लामो फुटबल बल आकारको कणहरूको समान अभिविन्यास थियो।

"कारण अब कण मात्र होइन, तर कण-कण अन्तरक्रिया हो," लिउले भने। यो खोज महत्त्वपूर्ण छ किनभने यसको अर्थ निर्माताहरूले यी गुणहरू नियन्त्रण गर्न प्रविधिहरू विकास गर्न सक्छन्। उदाहरणका लागि, तिनीहरूले चुम्बकीय वा बिजुली क्षेत्रहरू प्रयोग गर्न सक्षम हुन सक्छन् एकअर्कासँग विस्तारित कणहरू पङ्क्तिबद्ध गर्दै, पछिल्लो खोजहरूले सुझाव दिन्छ कि यसले ब्याट्री जीवन विस्तार गर्नेछ।"

लिनले थपे: "हामीले द्रुत चार्ज र कम तापक्रम अवस्थाहरूमा कसरी ईभी ब्याट्रीहरूलाई प्रभावकारी रूपमा काम गर्ने भनेर गहन रूपमा अनुसन्धान गरिरहेका छौं। सस्तो र प्रचुर मात्रामा कच्चा पदार्थहरू प्रयोग गरेर ब्याट्री लागत घटाउन सक्ने नयाँ सामग्रीहरू डिजाइन गर्नुका साथै, हाम्रो प्रयोगशालाले ब्याट्रीको व्यवहारलाई सन्तुलनबाट टाढा बुझ्ने निरन्तर प्रयास पनि गरेको छ। हामीले ब्याट्री सामग्री र कठोर वातावरणमा तिनीहरूको प्रतिक्रिया अध्ययन गर्न थालेका छौं। ”