مطالعہ نے بیٹری کی زندگی کو بہتر بنانے کی کلید تلاش کی: ذرات کے درمیان تعامل

غیر ملکی میڈیا رپورٹس کے مطابق ورجینیا ٹیک کالج آف سائنس کے شعبہ کیمسٹری کے ایک ایسوسی ایٹ پروفیسر فینگ لن اور ان کی تحقیقی ٹیم نے پایا کہ بیٹری کی ابتدائی خرابی انفرادی الیکٹروڈ ذرات کی خصوصیات سے کارفرما دکھائی دیتی ہے لیکن درجنوں چارجز کے بعد لوپنگ کے بعد، یہ ذرات ایک ساتھ کیسے فٹ ہوتے ہیں یہ زیادہ اہم ہے۔

لن نے کہا کہ "یہ مطالعہ اس راز سے پردہ اٹھاتا ہے کہ بیٹری کی طویل زندگی کے لیے بیٹری کے الیکٹروڈز کو کیسے ڈیزائن اور تیار کیا جائے۔" فی الحال، لن کی لیب بیٹری کے الیکٹروڈز کو دوبارہ ڈیزائن کرنے پر کام کر رہی ہے تاکہ تیز چارجنگ، کم لاگت، طویل زندگی اور ماحول دوست الیکٹروڈ فن تعمیر کو بنایا جا سکے۔

0
تبصرہ
جمع
پسند
ٹیکنالوجی
مطالعہ نے بیٹری کی زندگی کو بہتر بنانے کی کلید تلاش کی: ذرات کے درمیان تعامل
GasgooLiu Liting5小时前
غیر ملکی میڈیا رپورٹس کے مطابق ورجینیا ٹیک کالج آف سائنس کے شعبہ کیمسٹری کے ایک ایسوسی ایٹ پروفیسر فینگ لن اور ان کی تحقیقی ٹیم نے پایا کہ بیٹری کی ابتدائی خرابی انفرادی الیکٹروڈ ذرات کی خصوصیات سے کارفرما دکھائی دیتی ہے لیکن درجنوں چارجز کے بعد لوپنگ کے بعد، یہ ذرات ایک ساتھ کیسے فٹ ہوتے ہیں یہ زیادہ اہم ہے۔

لن نے کہا کہ "یہ مطالعہ اس راز سے پردہ اٹھاتا ہے کہ بیٹری کی طویل زندگی کے لیے بیٹری کے الیکٹروڈز کو کیسے ڈیزائن اور تیار کیا جائے۔" فی الحال، لن کی لیب بیٹری کے الیکٹروڈز کو دوبارہ ڈیزائن کرنے پر کام کر رہی ہے تاکہ تیز چارجنگ، کم لاگت، طویل زندگی اور ماحول دوست الیکٹروڈ فن تعمیر کو بنایا جا سکے۔

تصویری ماخذ: فینگ لن

لن نے کہا، "جب الیکٹروڈ فن تعمیر ہر فرد کو برقی سگنلز کا فوری جواب دینے کی اجازت دیتا ہے، تو ہمارے پاس بیٹریوں کو تیزی سے چارج کرنے کے لیے ایک بہترین ٹول باکس ہوگا۔" "ہم کم لاگت فاسٹ چارجنگ بیٹریوں کی اگلی نسل کے بارے میں اپنی سمجھ کو فعال کرنے کے لیے پرجوش ہیں۔ "

یہ تحقیق امریکی محکمہ توانائی کی SLAC نیشنل ایکسلریٹر لیبارٹری، پرڈیو یونیورسٹی اور یورپی سنکروٹون تابکاری کی سہولت کے ساتھ مل کر کی گئی۔ Zhengrui Xu اور Dong Ho، لن کی لیب میں پوسٹ ڈاکیٹرل فیلوز بھی کاغذ پر شریک مصنف ہیں، الیکٹروڈ فیبریکیشن، بیٹری فیبریکیشن، اور بیٹری کی کارکردگی کی پیمائش، اور ایکسرے تجربات اور ڈیٹا کے تجزیے میں مدد کرتے ہیں۔

اسٹینفورڈ سنکروٹون ریڈی ایشن لائٹ سورس (SSRL) کے ایک ساتھی، SLAC کے سائنسدان Yijin Liu نے کہا، "بنیادی عمارت کے بلاکس یہ ذرات ہیں جو بیٹری کے الیکٹروڈ بناتے ہیں، لیکن جب ان کو چھوٹا کیا جائے تو یہ ذرات ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔" "اگر آپ بہتر بیٹریاں بنانا چاہتے ہیں، تو آپ کو یہ جاننا ہوگا کہ ذرات کو ایک ساتھ کیسے رکھنا ہے۔"

مطالعہ کے ایک حصے کے طور پر، لن، لیو اور دیگر ساتھیوں نے یہ مطالعہ کرنے کے لیے کمپیوٹر ویژن تکنیک کا استعمال کیا کہ ریچارج ایبل بیٹریوں کے الیکٹروڈ بنانے والے انفرادی ذرات وقت کے ساتھ کیسے ٹوٹتے ہیں۔ اس بار مقصد صرف انفرادی ذرات کا ہی نہیں بلکہ ان طریقوں کا بھی مطالعہ کرنا ہے جن میں وہ بیٹری کی زندگی کو بڑھانے یا کم کرنے کے لیے مل کر کام کرتے ہیں۔ حتمی مقصد بیٹری ڈیزائن کی زندگی کو بڑھانے کے نئے طریقے سیکھنا ہے۔

مطالعہ کے حصے کے طور پر، ٹیم نے ایکس رے کے ساتھ بیٹری کیتھوڈ کا مطالعہ کیا۔ انہوں نے مختلف چارجنگ سائیکلوں کے بعد بیٹری کے کیتھوڈ کی 3D تصویر کو دوبارہ بنانے کے لیے ایکس رے ٹوموگرافی کا استعمال کیا۔ اس کے بعد انہوں نے ان 3D تصویروں کو 2D سلائسوں کی ایک سیریز میں کاٹا اور ذرات کی شناخت کے لیے کمپیوٹر وژن کے طریقے استعمال کیے. لن اور لیو کے علاوہ، اس مطالعہ میں ایس ایس آر ایل کے پوسٹ ڈاکیٹرل محقق جیزہو لی، پرڈیو یونیورسٹی کے مکینیکل انجینئرنگ کے پروفیسر کیجی ژاؤ، اور پرڈیو یونیورسٹی کے گریجویٹ طالب علم نکھل شرما شامل تھے۔

محققین نے بالآخر 2,000 سے زیادہ انفرادی ذرات کی نشاندہی کی، نہ صرف انفرادی ذرہ کی خصوصیات جیسے سائز، شکل، اور سطح کی کھردری کا حساب لگاتے ہوئے، بلکہ یہ خصوصیات بھی کہ ذرات کتنی بار ایک دوسرے کے ساتھ براہ راست رابطے میں تھے اور ذرات نے کتنی شکل بدلی۔

اس کے بعد، انہوں نے دیکھا کہ ہر ایک خاصیت کی وجہ سے ذرات کیسے ٹوٹتے ہیں، اور پتہ چلا کہ 10 چارجنگ سائیکلوں کے بعد، سب سے بڑے عوامل انفرادی ذرات کی خصوصیات تھے، بشمول ذرات کتنے کروی تھے اور سطح کے رقبے کے ساتھ ذرہ کے حجم کا تناسب۔ 50 چکروں کے بعد، تاہم، جوڑا بنانے اور گروپ کی خصوصیات نے ذرہ کے سڑنے کو بڑھایا — جیسے کہ دونوں ذرات کتنے فاصلے پر تھے، شکل کتنی بدل گئی، اور کیا زیادہ لمبے فٹ بال کی گیند کی شکل والے ذرات کی سمت ایک جیسی تھی۔

لیو نے کہا کہ اس کی وجہ اب صرف ذرہ ہی نہیں بلکہ ذرہ ذرہ کا تعامل ہے۔ یہ تلاش اہم ہے کیونکہ اس کا مطلب ہے کہ مینوفیکچررز ان خصوصیات کو کنٹرول کرنے کے لیے تکنیک تیار کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، وہ لمبے ذرات کو ایک دوسرے کے ساتھ سیدھ میں لاتے ہوئے مقناطیسی یا برقی میدان استعمال کرنے کے قابل ہو سکتے ہیں، تازہ ترین نتائج بتاتے ہیں کہ یہ بیٹری کی زندگی کو بڑھا دے گا۔

لن نے مزید کہا: "ہم گہری تحقیق کر رہے ہیں کہ ای وی بیٹریوں کو تیز رفتار چارجنگ اور کم درجہ حرارت کے حالات میں کس طرح مؤثر طریقے سے کام کرنا ہے۔ نئے مواد کو ڈیزائن کرنے کے علاوہ جو سستے اور زیادہ پرچر خام مال کا استعمال کرکے بیٹری کی لاگت کو کم کر سکتے ہیں، ہماری لیبارٹری نے بیٹری کے رویے کو توازن سے دور سمجھنے کی مسلسل کوشش بھی کی ہے۔ ہم نے بیٹری کے مواد اور سخت ماحول میں ان کے ردعمل کا مطالعہ کرنا شروع کر دیا ہے۔"