బ్యాటరీ జీవితాన్ని మెరుగుపరచడానికి అధ్యయనం కీని కనుగొంది: కణాల మధ్య పరస్పర చర్యలు

విదేశీ మీడియా నివేదికల ప్రకారం, వర్జీనియా టెక్ కాలేజ్ ఆఫ్ సైన్స్‌లో కెమిస్ట్రీ విభాగంలో అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ అయిన ఫెంగ్ లిన్ మరియు అతని పరిశోధనా బృందం, ప్రారంభ బ్యాటరీ క్షయం వ్యక్తిగత ఎలక్ట్రోడ్ కణాల లక్షణాల ద్వారా నడపబడుతుందని కనుగొన్నారు, అయితే డజన్ల కొద్దీ ఛార్జీల తర్వాత లూప్ చేసిన తర్వాత, ఆ కణాలు ఎలా కలిసిపోతాయి అనేది మరింత ముఖ్యమైనది.

"దీర్ఘ బ్యాటరీ జీవితకాలం కోసం బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్‌లను ఎలా రూపొందించాలి మరియు రూపొందించాలి అనే రహస్యాలను ఈ అధ్యయనం వెల్లడిస్తుంది" అని లిన్ చెప్పారు. ప్రస్తుతం, లిన్ యొక్క ల్యాబ్ వేగంగా ఛార్జింగ్, తక్కువ-ధర, ఎక్కువ కాలం జీవించడం మరియు పర్యావరణ అనుకూల ఎలక్ట్రోడ్ నిర్మాణాన్ని రూపొందించడానికి బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్‌లను పునఃరూపకల్పనపై పని చేస్తోంది.

0
వ్యాఖ్యానించండి
సేకరించండి
ఇష్టం
సాంకేతికత
బ్యాటరీ జీవితాన్ని మెరుగుపరచడానికి అధ్యయనం కీని కనుగొంది: కణాల మధ్య పరస్పర చర్యలు
GasgooLiu Liting5小时前
విదేశీ మీడియా నివేదికల ప్రకారం, వర్జీనియా టెక్ కాలేజ్ ఆఫ్ సైన్స్‌లో కెమిస్ట్రీ విభాగంలో అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ అయిన ఫెంగ్ లిన్ మరియు అతని పరిశోధనా బృందం, ప్రారంభ బ్యాటరీ క్షయం వ్యక్తిగత ఎలక్ట్రోడ్ కణాల లక్షణాల ద్వారా నడపబడుతుందని కనుగొన్నారు, అయితే డజన్ల కొద్దీ ఛార్జీల తర్వాత లూప్ చేసిన తర్వాత, ఆ కణాలు ఎలా కలిసిపోతాయి అనేది మరింత ముఖ్యమైనది.

"దీర్ఘ బ్యాటరీ జీవితకాలం కోసం బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్‌లను ఎలా రూపొందించాలి మరియు రూపొందించాలి అనే రహస్యాలను ఈ అధ్యయనం వెల్లడిస్తుంది" అని లిన్ చెప్పారు. ప్రస్తుతం, లిన్ యొక్క ల్యాబ్ వేగంగా ఛార్జింగ్, తక్కువ-ధర, ఎక్కువ కాలం జీవించడం మరియు పర్యావరణ అనుకూల ఎలక్ట్రోడ్ నిర్మాణాన్ని రూపొందించడానికి బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్‌లను పునఃరూపకల్పనపై పని చేస్తోంది.

చిత్ర మూలం: ఫెంగ్ లిన్

"ఎలక్ట్రోడ్ ఆర్కిటెక్చర్ ప్రతి ఒక్క కణాన్ని ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌లకు త్వరగా స్పందించడానికి అనుమతించినప్పుడు, బ్యాటరీలను వేగంగా ఛార్జ్ చేయడానికి మాకు గొప్ప టూల్‌బాక్స్ ఉంటుంది" అని లిన్ చెప్పారు. "తక్కువ-ధర ఫాస్ట్ ఛార్జింగ్ బ్యాటరీల తదుపరి తరం గురించి మా అవగాహనను ప్రారంభించడానికి మేము సంతోషిస్తున్నాము. ”

ఈ పరిశోధన US డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ ఎనర్జీ యొక్క SLAC నేషనల్ యాక్సిలరేటర్ లాబొరేటరీ, పర్డ్యూ యూనివర్సిటీ మరియు యూరోపియన్ సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ ఫెసిలిటీ సహకారంతో నిర్వహించబడింది. లిన్ ల్యాబ్‌లోని పోస్ట్‌డాక్టోరల్ ఫెలోస్ అయిన జెంగ్రూయ్ జు మరియు డాంగ్ హో కూడా పేపర్‌పై సహ రచయితలు, ప్రముఖ ఎలక్ట్రోడ్ ఫాబ్రికేషన్, బ్యాటరీ ఫాబ్రికేషన్ మరియు బ్యాటరీ పనితీరు కొలతలు మరియు ఎక్స్-రే ప్రయోగాలు మరియు డేటా విశ్లేషణలో సహాయం చేస్తున్నారు.

"బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్‌లను రూపొందించే ఈ కణాలు ప్రాథమిక బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు, కానీ స్కేల్ చేసినప్పుడు, ఈ కణాలు ఒకదానితో ఒకటి సంకర్షణ చెందుతాయి" అని స్టాన్‌ఫోర్డ్ సింక్రోట్రోన్ రేడియేషన్ లైట్ సోర్స్ (SSRL)లో సహచరుడు SLAC శాస్త్రవేత్త యిజిన్ లియు అన్నారు. "మీరు మెరుగైన బ్యాటరీలను తయారు చేయాలనుకుంటే, కణాలను ఎలా ఉంచాలో మీరు తెలుసుకోవాలి."

అధ్యయనంలో భాగంగా, లిన్, లియు మరియు ఇతర సహచరులు పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీల ఎలక్ట్రోడ్‌లను రూపొందించే వ్యక్తిగత కణాలు కాలక్రమేణా ఎలా విచ్ఛిన్నమవుతాయో అధ్యయనం చేయడానికి కంప్యూటర్ విజన్ పద్ధతులను ఉపయోగించారు. ఈసారి లక్ష్యం కేవలం వ్యక్తిగత కణాలను మాత్రమే కాకుండా, బ్యాటరీ జీవితాన్ని పొడిగించడానికి లేదా తగ్గించడానికి అవి కలిసి పనిచేసే మార్గాలను కూడా అధ్యయనం చేయడం. బ్యాటరీ డిజైన్ల జీవితాన్ని పొడిగించడానికి కొత్త మార్గాలను నేర్చుకోవడమే అంతిమ లక్ష్యం.

అధ్యయనంలో భాగంగా, బృందం ఎక్స్-రేలతో బ్యాటరీ క్యాథోడ్‌ను అధ్యయనం చేసింది. వారు వివిధ ఛార్జింగ్ సైకిల్స్ తర్వాత బ్యాటరీ యొక్క కాథోడ్ యొక్క 3D చిత్రాన్ని పునర్నిర్మించడానికి X- రే టోమోగ్రఫీని ఉపయోగించారు. వారు ఈ 3D చిత్రాలను 2D ముక్కల శ్రేణిలో కట్ చేసి, కణాలను గుర్తించడానికి కంప్యూటర్ విజన్ పద్ధతులను ఉపయోగించారు. లిన్ మరియు లియుతో పాటు, ఈ అధ్యయనంలో SSRL పోస్ట్‌డాక్టోరల్ పరిశోధకుడు జిజౌ లి, పర్డ్యూ యూనివర్శిటీ మెకానికల్ ఇంజనీరింగ్ ప్రొఫెసర్ కీజే జావో మరియు పర్డ్యూ యూనివర్సిటీ గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థి నిఖిల్ శర్మ ఉన్నారు.

పరిశోధకులు చివరికి 2,000 కంటే ఎక్కువ వ్యక్తిగత కణాలను గుర్తించారు, పరిమాణం, ఆకారం మరియు ఉపరితల కరుకుదనం వంటి వ్యక్తిగత కణ లక్షణాలను మాత్రమే కాకుండా, కణాలు ఒకదానితో ఒకటి ప్రత్యక్ష సంబంధంలో ఎంత తరచుగా ఉన్నాయి మరియు కణాలు ఎంత ఆకారాన్ని మార్చాయి వంటి లక్షణాలను కూడా గణించారు.

తరువాత, వారు ప్రతి ఆస్తి కణాల విచ్ఛిన్నానికి ఎలా కారణమైందో చూశారు మరియు 10 ఛార్జింగ్ చక్రాల తర్వాత, కణాలు ఎంత గోళాకారంగా ఉన్నాయి మరియు ఉపరితల వైశాల్యానికి కణ పరిమాణం యొక్క నిష్పత్తితో సహా వ్యక్తిగత కణాల లక్షణాలే అతిపెద్ద కారకాలు అని కనుగొన్నారు. అయితే, 50 చక్రాల తర్వాత, జత చేయడం మరియు సమూహ లక్షణాలు కణ కుళ్ళిపోవడానికి దారితీశాయి-రెండు కణాలు ఎంత దూరంలో ఉన్నాయి, ఆకారం ఎంత మారిపోయింది మరియు మరింత పొడుగుచేసిన సాకర్ బాల్-ఆకారపు కణాలు ఒకే విధమైన ధోరణులను కలిగి ఉన్నాయా.

"కారణం ఇకపై కణమే కాదు, కణ-కణ పరస్పర చర్య" అని లియు చెప్పారు. ఈ అన్వేషణ ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే తయారీదారులు ఈ లక్షణాలను నియంత్రించడానికి సాంకేతికతలను అభివృద్ధి చేయగలరని దీని అర్థం. ఉదాహరణకు, వారు పొడుగుచేసిన కణాలను ఒకదానితో ఒకటి సమలేఖనం చేయడం ద్వారా అయస్కాంత లేదా విద్యుత్ క్షేత్రాలను ఉపయోగించగలరు, ఇది బ్యాటరీ జీవితాన్ని పొడిగించగలదని తాజా పరిశోధనలు సూచిస్తున్నాయి.

లిన్ జోడించారు: "వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో EV బ్యాటరీలను ఎలా సమర్థవంతంగా పని చేయాలో మేము తీవ్రంగా పరిశోధిస్తున్నాము. చౌకైన మరియు సమృద్ధిగా లభించే ముడి పదార్థాలను ఉపయోగించడం ద్వారా బ్యాటరీ ఖర్చులను తగ్గించగల కొత్త మెటీరియల్‌లను రూపొందించడంతో పాటు, మా ప్రయోగశాల సమతుల్యతకు దూరంగా బ్యాటరీ ప్రవర్తనను అర్థం చేసుకోవడానికి కొనసాగుతున్న ప్రయత్నం కూడా ఉంది. మేము బ్యాటరీ పదార్థాలను మరియు కఠినమైన వాతావరణాలకు వాటి ప్రతిస్పందనను అధ్యయనం చేయడం ప్రారంభించాము.