कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय ने कार्बन नैनोट्यूब नेट का उपयोग करके बैटरी के अत्यधिक गर्म होने से होने वाले विस्फोटों से बचने के लिए नया बैटरी डायाफ्राम बनाया है

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Lieferant von tragbaren Kraftwerken

कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो के नैनो-इंजीनियर ने एक सुरक्षित विशेषता विकसित की है, जो लिथियम धातु बैटरियों को शॉर्ट-सर्किट होने पर तेजी से गर्म होने और जलने से रोकती है। कैलिफोर्निया, सैन डिएगो के नैनो-इंजीनियरिंग के प्रोफेसर लियू पिंग ने "एडवांस्ड मैटेरियल्स" पत्रिका में एक पेपर प्रकाशित किया, जिसमें उन्होंने अपने काम का विस्तार से परिचय दिया। लिथियम धातु बैटरियों में प्रदर्शन की बहुत अच्छी क्षमता है, लेकिन वर्तमान स्वरूप में इनका खराब होना आसान है।

यह सुई संरचना के विकास के कारण होता है जिसे डेंड्राइटिक क्रिस्टल कहा जाता है, बैटरी चार्ज होने के बाद एनोड पर डेंड्रिमेचर का निर्माण होता है, और विभाजक को छेदा जा सकता है, और एनोड और कैथोड के बीच विभाजक का निर्माण होता है। अवरोध, ऊर्जा और गर्मी प्रवाह को धीमा करना। जब यह बाधा नष्ट हो जाती है और इलेक्ट्रॉन अधिक स्वतंत्रता से प्रवाहित हो सकते हैं, तो वे अधिक कैलोरी उत्पन्न करते हैं, और चीजें नियंत्रण से बाहर हो जाती हैं, जिससे बैटरी अधिक गर्म हो जाती है, खराब हो जाती है, आग लग जाती है, यहां तक ​​कि विस्फोट भी हो सकता है।

वैज्ञानिक लिथियम धातु बैटरी में इन समस्याओं को विभिन्न तरीकों से हल करने की कोशिश कर रहे हैं, जहां अल्ट्रासोनिक या विशेष सुरक्षात्मक परतों का उपयोग केवल कुछ संभावनाएं हैं। टीम ने बैटरी के उस हिस्से को साफ कर दिया है जिसे डायाफ्राम कहा जाता है। डायाफ्राम धनात्मक इलेक्ट्रोड और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड के बीच एक अवरोध है, जिससे बैटरी के शॉर्ट होने पर बैटरी में संचित ऊर्जा (अर्थात ऊष्मा) का प्रवाह धीमा हो जाता है।

थीसिस के प्रथम लेखक ने आश्चर्यचकित करते हुए कहा: "हम बैटरी की विफलता को रोकने का प्रयास नहीं करते हैं। हम बैटरी को और अधिक सुरक्षित बनाते हैं, ताकि खराब होने पर बैटरी में आग न लगे या विस्फोट न हो। लिथियम धातु बैटरी बार-बार चार्ज करने के बाद, एनोड में एनोड दिखाई देगा।

समय के साथ, वृक्षाकार वृद्धि काफी लंबी हो जाती है, डायाफ्राम को भेदकर, एनोड और कैथोड के बीच एक पुल बना देती है, जिससे आंतरिक शॉर्ट सर्किट हो जाता है। जब ऐसा होता है, तो दो इलेक्ट्रोडों के बीच इलेक्ट्रॉन प्रवाह पर नियंत्रण खो जाता है, जिसके कारण बैटरी अत्यधिक गर्म हो जाती है और काम करना बंद कर देती है। कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो में अनुसंधान दल मूलतः तनावमुक्त है।

एक तरफ एक पतली परत है, जो आंशिक रूप से विद्युत प्रवाहकीय कार्बन नैनोट्यूब नेटवर्क है, जो डेन्ड्राइट के किसी भी निर्माण को रोक सकता है। जब एक डेंड्राइटिक डायाफ्राम को छूता है और कार्बन नैनोट्यूब के जाल से टकराता है, तो इलेक्ट्रॉनिक में एक चैनल होता है, जो सीधे कैथोड में नहीं, बल्कि धीरे-धीरे डिस्चार्ज हो सकता है। गोंजालेज नए बैटरी विभाजक की तुलना बांध पर बने जल निकासी पथ से करेंगे।

उन्होंने कहा: "जब बांध में बफरिंग शुरू हो जाएगी, तो आप रिसाव को खोल देंगे, कुछ पानी को नियंत्रित तरीके से बाहर निकलने देंगे। इस तरह, जब बांध पूरी तरह से सूख जाता है, तो इतना पानी नहीं आता जिससे बाढ़ आ सके। यह हमारे विभाजक का विचार है, जो चार्ज की निर्वहन गति को बहुत कम कर देता है, कैथोड में इलेक्ट्रॉनिक "बाढ़" को रोकता है।

जब विभाजक की प्रवाहकीय परत द्वारा डेंड्राइटिक को रोक लिया जाता है, तो बैटरी डिस्चार्ज होना शुरू हो जाएगी, इसलिए जब बैटरी कम होती है, तो खतरनाक होने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं होती है। "अन्य बैटरी अनुसंधान कार्य, पर्याप्त मजबूत सामग्री के साथ डेन्ड्राइट के प्रवेश को रोकने पर केंद्रित है। लेकिन गोंजालेज ने कहा कि इस दृष्टिकोण की समस्या यह है कि यह केवल अपरिहार्य परिणाम ही देता है।

इन विभाजकों को अभी भी अच्छी तरह से काम करने की आवश्यकता है, जिससे आयनों को गुजरने की अनुमति मिल सके ताकि बैटरी काम कर सके। इसलिए, जब पेड़ अंततः गुजर जाएगा, तो शॉर्ट सर्किट और भी बदतर हो जाएगा। परीक्षण में, नए विभाजक में स्थापित लिथियम धातु बैटरी 20 से 30 चक्रों में धीरे-धीरे खराब होने के संकेत दिखाती है।

इसी समय, बैटरी और एक सामान्य (और थोड़ा मोटा) विभाजक एक चक्र में अचानक खराबी का अनुभव करते हैं। "वास्तविक मामले में, आपको इस बारे में कोई पूर्व चेतावनी नहीं मिलेगी कि बैटरी खराब होने वाली है। पिछला सेकंड ठीक हो सकता है, लेकिन अगले सेकंड में आग लग जाएगी या पूरी तरह शॉर्ट सर्किट हो जाएगा।

यह अप्रत्याशित है," गोंजालेज ने कहा। "लेकिन हमारे विभाजक के साथ, आपको पहले से चेतावनी दी जाएगी, बदतर हो रहा है, बदतर हो रहा है, बदतर हो रहा है, अधिक से अधिक हो रहा है,। "यद्यपि इस अध्ययन का केन्द्र बिन्दु लिथियम धातु बैटरी है, शोधकर्ताओं का कहना है कि इस विभाजक का उपयोग लिथियम आयनों और अन्य बैटरी रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भी किया जा सकता है।

अनुसंधान टीम विभाजक के वाणिज्यिक उपयोग को अनुकूलित करने के लिए प्रतिबद्ध होगी। कैलिफोर्निया यूनिवर्सिटी सैन डिएगो ने इस अध्ययन के लिए अस्थायी पेटेंट के लिए आवेदन किया है।