Kaliforniako Unibertsitateak bateria diafragma berria egiten du bateriaren gehiegizko berotze-leherketak saihesteko, karbono-nanohodi sareak erabiliz

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - អ្នកផ្គត់ផ្គង់ស្ថានីយ៍ថាមពលចល័ត

Kaliforniako San Diegoko Unibertsitateko nano-ingeniariak zirkuitulaburra daudenean litio metalezko bateriak azkar berotzea eta jaurtitzea eragozten duen funtzio seguru bat garatu du. Liu Ping, Kaliforniako, San Diegoko nano-ingeniaritzako irakasleak, "Advanced Materials" aldizkarian argitaratutako lan bat argitaratu zuen, "Advanced Materials" aldizkarian, beren lana zehatz-mehatz aurkeztu zuen. Litio metalezko pilek potentzial handia dute errendimenduan, baina erraza da huts egitea egungo moduan.

Kristal dendritikoa izeneko orratz-egituraren hazkundearen ondorioz gertatzen da, dendrimatura anodoan sortzen da bateria kargatu ondoren, eta bereizlea zulatu daiteke eta bereizlea anodoaren eta katodoaren artean eratzen da. Hesia, energia eta bero-fluxua moteltzea. Oztopo hau suntsitzen denean eta elektroiak askeago isurtzen direnean, kaloria gehiago sortzen dituzte, eta gauzak kontroletik kanpo egongo dira, bateriaren gainberotzea, huts egitea, sua eta eztanda ere eraginez.

Zientzialariek arazo hauek konpontzen saiatzen ari dira litio metalezko baterien hainbat modutan, non ultrasoinuek edo babes-geruza bereziek ultrasoinuak edo babes-geruza bereziak erabiltzen dituzten aukera gutxitan. Taldeak diafragma izeneko bateriaren zatia garbitu du. Diafragma elektrodo positiboaren eta elektrodo negatiboaren arteko oztopoa da, beraz, bateria laburra denean, baterian metatutako energia (hau da, beroa) moteldu egiten da.

Tesiaren lehen egilea txundituta geratu da: «Ez gara saiatzen bateriaren hutsegitea saihesten. Bateria seguruago egiten dugu, beraz, huts egiten duenean, bateriak ez du surik edo eztandarik hartuko. Litio metalezko bateriak Behin eta berriz kargatu ondoren, anodoa anodoan agertuko da.

Denborarekin, hazkuntza dendritikoa nahikoa luzea da, diafragman sartzen da, anodoaren eta katodoaren arteko zubi bat altxatuz, barne zirkuitu laburrak eraginez. Hori gertatzen denean, bi elektrodoen arteko elektroi-fluxua kontrola galtzen da, bateria gehiegi berotu eta funtzionatzeari utziko dio. Kaliforniako San Diegoko Unibertsitateko ikerketa taldea funtsean arindu egiten da.

Alde batek geruza mehe bat estaltzen du, partzialki elektrikoki eroalea den karbonozko nanohodi-sare bat, zeinak dendrita-sortze guztiak atzeman ditzakeena. Dendritiko batek diafragma itsatsi eta karbono-nanohodiaren sarera jotzen duenean, elektronikoak kanal bat du, poliki-poliki deskargatu daitekeena, ez zuzenean katodora. Baterien bereizle berria presako drainatze bidearekin alderatuko du Gonzalezek.

Esan zuen: "Presa buffertzen hasten denean, isuria irekiko duzu, ura isurtzen utziko duzu modu kontrolagarrian. Modu honetan, presa benetan decissete denean, ez dago uholdeak eragin ditzakeen ur asko. Hau da gure bereizgailuaren ideia, kargaren deskarga-abiadura asko murrizten duena, katodoaren "uholde" elektronikoa saihestuz.

Bereizgailuaren geruza eroaleak dendritikoa atzematen duenean, bateria deskargatzen hasiko da, beraz, bateria laburra denean, ez dago arriskutsu izateko energia nahikoa. "Beste bateriaren ikerketa-lanak dendritak nahikoa material sendo batekin sartzea blokeatzen ditu. Baina Gonzalezek esan zuen planteamendu honen arazo bat dela bakarrik luzatu ezinbesteko emaitzak.

Bereizgailu hauek oraindik ondo behar dute, ioiak pasatzen utziz bateriak funtziona dezan. Hori dela eta, azkenean zuhaitza pasatzen denean, zirkuitu laburra okerragoa izango da. Probak, bereizgailu berrian instalatutako litio metalezko bateriak 20 eta 30 ziklotan pixkanaka huts egiten duen seinaleak erakusten ditu.

Aldi berean, bateriak eta bereizgailu normal batek (eta pixka bat lodiak) bat-batean akatsak izaten dituzte ziklo batean. "Kasu errealeko eszena batean, ez duzu bateria huts egitear dagoen aldez aurretiko abisurik izango. Aurreko segundoa ondo egon daiteke, hurrengo segundoan sua hartuko du edo erabat zirkuitu laburtuko du.

Hau ezustekoa da”, esan du Gonzalezek. "Baina gure bereizgailuarekin, aldez aurretik abisua emango dizute, okerrera, okerrera, okerrera, gero eta gehiago. "Ikerlan honen ardatza litio metalezko pilak badira ere, ikertzaileek diote bereizgailu hau litio ioietan eta bateriaren beste erreakzio kimiko batzuetan ere erabil daitekeela.

Ikerketa taldeak bereizgailuaren erabilera komertziala optimizatzeko konpromisoa hartuko du. Kaliforniako San Diego Unibertsitateak azterketarako aldi baterako patentea eskatu du.