કેલિફોર્નિયા યુનિવર્સિટીએ કાર્બન નેનોટ્યુબ નેટનો ઉપયોગ કરીને બેટરી ઓવરહિટીંગ વિસ્ફોટ ટાળવા માટે નવી બેટરી ડાયાફ્રેમ બનાવી

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Dobavljač prijenosnih elektrana

યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા સાન ડિએગોના નેનો-એન્જિનિયરે એક સલામત સુવિધા વિકસાવી છે જે લિથિયમ મેટલ બેટરીને શોર્ટ-સર્કિટ થવા પર ઝડપથી ગરમ થવા અને ફાયર થવાથી અટકાવે છે. કેલિફોર્નિયા, સાન ડિએગોના નેનો-એન્જિનિયરિંગના પ્રોફેસર લિયુ પિંગે "એડવાન્સ્ડ મટિરિયલ્સ" મેગેઝિનમાં પ્રકાશિત થયેલા "એડવાન્સ્ડ મટિરિયલ્સ" મેગેઝિનમાં એક પેપર પ્રકાશિત કર્યું, જેમાં તેમના કાર્યનો વિગતવાર પરિચય આપવામાં આવ્યો. લિથિયમ મેટલ બેટરીમાં કામગીરીની મોટી સંભાવના છે, પરંતુ વર્તમાન સ્વરૂપમાં તે નિષ્ફળ જવી સરળ છે.

આ ડેંડ્રિટિક ક્રિસ્ટલ નામની સોય રચનાના વિકાસને કારણે છે, બેટરી ચાર્જ થયા પછી એનોડ પર ડેંડ્રિમેચર રચાય છે, અને વિભાજકને વીંધી શકાય છે, અને એનોડ અને કેથોડ વચ્ચે વિભાજક રચાય છે. અવરોધ, ધીમી ઉર્જા અને ગરમીનો પ્રવાહ. જ્યારે આ અવરોધ નાશ પામે છે અને ઇલેક્ટ્રોન વધુ મુક્તપણે વહેતા થઈ શકે છે, ત્યારે તેઓ વધુ કેલરી ઉત્પન્ન કરે છે, અને વસ્તુઓ નિયંત્રણ બહાર થઈ જશે, જેના કારણે બેટરી વધુ ગરમ થશે, ફેલ થશે, આગ લાગશે, અને વિસ્ફોટ પણ થશે.

વૈજ્ઞાનિકો લિથિયમ મેટલ બેટરીમાં આ સમસ્યાઓને વિવિધ રીતે ઉકેલવા માંગે છે, જ્યાં અલ્ટ્રાસોનિક અથવા ખાસ રક્ષણાત્મક સ્તરો અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અથવા ખાસ રક્ષણાત્મક સ્તરોનો ઉપયોગ કરે છે જે ફક્ત થોડી શક્યતાઓ છે. ટીમે બેટરીના ડાયાફ્રેમ નામના ભાગને સાફ કરી દીધો છે. ડાયાફ્રેમ એ પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડ અને નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેનો અવરોધ છે, જેથી જ્યારે બેટરી ટૂંકી હોય છે, ત્યારે બેટરીમાં સંચિત ઊર્જા (એટલે ​​કે ગરમી) ધીમે ધીમે વહે છે.

થીસીસના પહેલા લેખક સ્તબ્ધ થઈ ગયા: "આપણે બેટરી ફેલ્યોર અટકાવવાનો પ્રયાસ કરતા નથી. અમે ફક્ત બેટરીને વધુ સુરક્ષિત બનાવીએ છીએ, જેથી જ્યારે તે નિષ્ફળ જાય, ત્યારે બેટરીમાં આગ કે વિસ્ફોટ ન થાય. લિથિયમ મેટલ બેટરી વારંવાર ચાર્જ કર્યા પછી, એનોડમાં એનોડ દેખાશે.

સમય જતાં, ડેંડ્રિટિક વૃદ્ધિ પૂરતી લાંબી થાય છે, ડાયાફ્રેમમાં પ્રવેશ કરે છે, એનોડ અને કેથોડ વચ્ચે પુલ ઊભો કરે છે, જેના કારણે આંતરિક શોર્ટ સર્કિટ થાય છે. જ્યારે આવું થાય છે, ત્યારે બે ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેનો ઇલેક્ટ્રોન પ્રવાહ નિયંત્રણ ગુમાવે છે, જેના કારણે બેટરી વધુ ગરમ થઈ જાય છે અને કામ કરવાનું બંધ કરી દે છે. યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા સાન ડિએગોની સંશોધન ટીમ મૂળભૂત રીતે હળવા છે.

એક બાજુ પાતળા સ્તરને આવરી લે છે, આંશિક રીતે વિદ્યુત વાહક કાર્બન નેનોટ્યુબ નેટવર્ક, જે ડેંડ્રાઇટ્સની કોઈપણ રચનાને અટકાવી શકે છે. જ્યારે ડેંડ્રિટિક ડાયાફ્રેમને ચોંટાડે છે અને કાર્બન નેનોટ્યુબ નેટ સાથે અથડાય છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોનિકમાં એક ચેનલ હોય છે, જે ધીમે ધીમે ડિસ્ચાર્જ થઈ શકે છે, સીધા કેથોડમાં નહીં. ગોન્ઝાલેઝ નવા બેટરી સેપરેટરની તુલના ડેમ પરના ડ્રેનેજ પાથ સાથે કરશે.

તેમણે કહ્યું: "જ્યારે ડેમ બફર થવાનું શરૂ થશે, ત્યારે તમે પાણીનો ઢોળાવ ખોલશો, થોડું પાણી નિયંત્રિત રીતે વહેવા દેશો. આ રીતે, જ્યારે બંધ ખરેખર તૂટે છે, ત્યારે પૂરનું કારણ બની શકે તેવું પાણી વધારે રહેતું નથી. આ આપણા વિભાજકનો વિચાર છે, જે ચાર્જના ડિસ્ચાર્જ ગતિને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે, કેથોડમાં ઇલેક્ટ્રોનિક "પૂર" અટકાવે છે.

જ્યારે વિભાજકના વાહક સ્તર દ્વારા ડેંડ્રિટિકને અટકાવવામાં આવે છે, ત્યારે બેટરી ડિસ્ચાર્જ થવાનું શરૂ કરશે, તેથી જ્યારે બેટરી ટૂંકી હોય છે, ત્યારે ખતરનાક બનવા માટે પૂરતી ઊર્જા હોતી નથી. "અન્ય બેટરી સંશોધન કાર્ય પૂરતા મજબૂત પદાર્થ સાથે ડેંડ્રાઇટ્સના પ્રવેશને રોકવા પર કેન્દ્રિત છે. પરંતુ ગોન્ઝાલેઝે કહ્યું કે આ અભિગમ સાથે એક સમસ્યા એ છે કે તે ફક્ત અનિવાર્ય પરિણામો તરફ દોરી જાય છે.

આ વિભાજકોને હજુ પણ સારી રીતે જરૂર છે, જે આયનોને પસાર થવા દે છે જેથી બેટરી કામ કરે. તેથી, જ્યારે ઝાડ આખરે પસાર થશે, ત્યારે શોર્ટ સર્કિટ વધુ ખરાબ થશે. પરીક્ષણમાં, નવા વિભાજકમાં સ્થાપિત લિથિયમ મેટલ બેટરી 20 થી 30 ચક્રમાં ધીમે ધીમે નિષ્ફળ જવાના સંકેતો દર્શાવે છે.

તે જ સમયે, બેટરી અને સામાન્ય (અને સહેજ જાડા) વિભાજક એક ચક્રમાં અચાનક ખામી અનુભવે છે. "વાસ્તવિક કેસના દ્રશ્યમાં, તમને બેટરી ફેલ થવાની કોઈ પૂર્વ ચેતવણી નહીં મળે. પાછલી સેકન્ડ કદાચ ઠીક હશે, આગલી સેકન્ડમાં આગ લાગી જશે અથવા સંપૂર્ણપણે શોર્ટ સર્કિટ થઈ જશે.

"આ અણધારી છે," ગોન્ઝાલેઝે કહ્યું. "પરંતુ અમારા વિભાજક સાથે, તમને અગાઉથી ચેતવણી આપવામાં આવશે, વધુ ખરાબ થતું જશે, વધુ ખરાબ થતું જશે, વધુ ખરાબ થતું જશે, વધુ ને વધુ થતું જશે,." "જોકે આ અભ્યાસનું કેન્દ્રબિંદુ લિથિયમ મેટલ બેટરી છે, સંશોધકો કહે છે કે આ વિભાજકનો ઉપયોગ લિથિયમ આયનો અને અન્ય બેટરી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં પણ થઈ શકે છે.

સંશોધન ટીમ વિભાજકના વ્યાપારી ઉપયોગને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે પ્રતિબદ્ધ રહેશે. કેલિફોર્નિયા યુનિવર્સિટી સાન ડિએગોએ આ અભ્યાસ માટે કામચલાઉ પેટન્ટ માટે અરજી કરી છે.