Iwadi n wa bọtini lati ni ilọsiwaju igbesi aye batiri: Awọn ibaraẹnisọrọ laarin awọn patikulu

Gẹgẹbi awọn ijabọ media ajeji, Feng Lin, olukọ ẹlẹgbẹ kan ni Sakaani ti Kemistri ni Ile-ẹkọ giga ti Imọ-jinlẹ ti Virginia Tech, ati ẹgbẹ iwadii rẹ rii pe ibajẹ batiri ni kutukutu han lati wa ni idari nipasẹ awọn ohun-ini ti awọn patikulu elekiturodu kọọkan, ṣugbọn lẹhin ọpọlọpọ awọn idiyele. Lẹhin looping, bawo ni awọn patikulu wọnyẹn ṣe baamu papọ jẹ pataki diẹ sii.

"Iwadi yii ṣe afihan awọn aṣiri ti bi o ṣe le ṣe apẹrẹ ati iṣelọpọ awọn amọna batiri fun igbesi aye gigun batiri,” Lin sọ. Lọwọlọwọ, laabu Lin n ṣiṣẹ lori atunṣe awọn amọna batiri lati ṣẹda gbigba agbara yara, idiyele kekere, igbesi aye gigun ati faaji elekiturodu ore ayika.

0
Ọrọìwòye
gba
fẹran
ọna ẹrọ
Iwadi n wa bọtini lati ni ilọsiwaju igbesi aye batiri: Awọn ibaraẹnisọrọ laarin awọn patikulu
GasgooLiu Liting5小时前
Gẹgẹbi awọn ijabọ media ajeji, Feng Lin, olukọ ẹlẹgbẹ kan ni Sakaani ti Kemistri ni Ile-ẹkọ giga ti Imọ-jinlẹ ti Virginia Tech, ati ẹgbẹ iwadii rẹ rii pe ibajẹ batiri ni kutukutu han lati wa ni idari nipasẹ awọn ohun-ini ti awọn patikulu elekiturodu kọọkan, ṣugbọn lẹhin ọpọlọpọ awọn idiyele. Lẹhin looping, bawo ni awọn patikulu wọnyẹn ṣe baamu papọ jẹ pataki diẹ sii.

"Iwadi yii ṣe afihan awọn aṣiri ti bi o ṣe le ṣe apẹrẹ ati iṣelọpọ awọn amọna batiri fun igbesi aye gigun batiri,” Lin sọ. Lọwọlọwọ, laabu Lin n ṣiṣẹ lori atunṣe awọn amọna batiri lati ṣẹda gbigba agbara yara, idiyele kekere, igbesi aye gigun ati faaji elekiturodu ore ayika.

Orisun aworan: Feng Lin

"Nigbati ile-itumọ elekiturodu ngbanilaaye patiku kọọkan kọọkan lati dahun ni kiakia si awọn ifihan agbara itanna, a yoo ni apoti irinṣẹ nla lati gba agbara awọn batiri ni kiakia," Lin sọ. “Inu wa dun lati jẹ ki oye wa ti iran ti nbọ ti awọn batiri gbigba agbara iyara kekere. ”

Iwadi naa ni a ṣe ni ifowosowopo pẹlu Ẹka Agbara AMẸRIKA SLAC National Accelerator Laboratory, Purdue University ati European Synchrotron Radiation Facility. Zhengrui Xu ati Dong Ho, awọn ẹlẹgbẹ postdoctoral ni laabu Lin, tun jẹ awọn onkọwe lori iwe naa, iṣelọpọ elekitirodu, iṣelọpọ batiri, ati awọn wiwọn iṣẹ batiri, ati iranlọwọ pẹlu awọn idanwo X-ray ati itupalẹ data.

"Awọn ohun amorindun ile ipilẹ jẹ awọn patikulu wọnyi ti o ṣe awọn amọna batiri, ṣugbọn nigba ti iwọn soke, awọn patikulu wọnyi ṣe ajọṣepọ pẹlu ara wọn,” ni onimo ijinlẹ sayensi SLAC Yijin Liu, ẹlẹgbẹ kan ni Stanford Synchrotron Radiation Light Source (SSRL). "Ti o ba fẹ ṣe awọn batiri to dara julọ, o nilo lati mọ bi o ṣe le fi awọn patikulu papọ."

Gẹgẹbi apakan ti iwadi naa, Lin, Liu ati awọn ẹlẹgbẹ miiran lo awọn ilana iran kọmputa lati ṣe iwadi bi awọn patikulu kọọkan ti o jẹ awọn amọna ti awọn batiri gbigba agbara ṣe ṣubu lulẹ ni akoko pupọ. Ibi-afẹde akoko yii ni lati ṣe iwadi kii ṣe awọn patikulu kọọkan nikan, ṣugbọn tun awọn ọna ti wọn ṣiṣẹ papọ lati fa tabi dinku igbesi aye batiri. Ibi-afẹde ti o ga julọ ni lati kọ ẹkọ awọn ọna tuntun lati fa igbesi aye awọn apẹrẹ batiri sii.

Gẹgẹbi apakan ti iwadi naa, ẹgbẹ naa ṣe iwadi cathode batiri pẹlu awọn egungun X. Wọn lo aworan aworan X-ray lati tun ṣe aworan 3D ti cathode batiri lẹhin awọn iyipo gbigba agbara oriṣiriṣi. Wọn ge awọn aworan 3D wọnyi sinu lẹsẹsẹ awọn ege 2D ati lo awọn ọna iran kọnputa lati ṣe idanimọ awọn patikulu naa. Ni afikun si Lin ati Liu, iwadi naa pẹlu SSRL oniwadi postdoctoral Jizhou Li, olukọ imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ University Purdue Keije Zhao, ati ọmọ ile-iwe giga ti ile-ẹkọ giga Purdue nikhil Sharma.

Awọn oniwadi naa ṣe idanimọ diẹ sii ju awọn patikulu kọọkan 2,000, ṣe iṣiro kii ṣe awọn abuda patiku kọọkan nikan gẹgẹbi iwọn, apẹrẹ, ati aibikita dada, ṣugbọn awọn ẹya bii bii igbagbogbo awọn patikulu naa wa ni olubasọrọ taara pẹlu ara wọn ati iye awọn patikulu yipada apẹrẹ.

Nigbamii ti, wọn wo bii ohun-ini kọọkan ṣe fa ki awọn patikulu lulẹ, ati rii pe lẹhin awọn akoko gbigba agbara 10, awọn ifosiwewe ti o tobi julọ ni awọn ohun-ini ti awọn patikulu kọọkan, pẹlu bii iwọn awọn patikulu naa ṣe jẹ ati ipin iwọn didun patiku si agbegbe dada. Lẹhin awọn iyipo 50, sibẹsibẹ, sisopọ ati awọn ohun-ini ẹgbẹ ṣe iwakọ idajẹ-gẹgẹbi bi o ṣe yato si awọn patikulu meji, bawo ni apẹrẹ ti yipada, ati boya awọn patikulu bọọlu afẹsẹgba elongated diẹ sii ni awọn patikulu bọọlu ti o ni iru awọn iṣalaye.

"Idi naa kii ṣe patiku funrararẹ nikan, ṣugbọn ibaraenisepo patiku-patiku,” Liu sọ. Wiwa yii jẹ pataki nitori pe o tumọ si pe awọn aṣelọpọ le dagbasoke awọn imuposi lati ṣakoso awọn ohun-ini wọnyi. Fun apẹẹrẹ, wọn le ni anfani lati lo oofa tabi awọn aaye ina Mimu awọn patikulu elongated pẹlu ara wọn, awọn awari tuntun daba pe eyi yoo fa igbesi aye batiri gbooro. ”

Lin ṣafikun: “A ti n ṣe iwadii itara bi o ṣe le jẹ ki awọn batiri EV ṣiṣẹ daradara labẹ gbigba agbara iyara ati awọn ipo iwọn otutu kekere. Ni afikun si sisọ awọn ohun elo tuntun ti o le dinku awọn idiyele batiri nipa lilo awọn ohun elo aise ti o din owo ati lọpọlọpọ, yàrá wa Tun wa igbiyanju ti nlọ lọwọ lati loye ihuwasi batiri kuro ni iwọntunwọnsi. A ti bẹrẹ lati ṣe iwadi awọn ohun elo batiri ati idahun wọn si awọn agbegbe lile. ”