क्या हाइड्रोजन तत्व जोड़ने के लिए लिथियम आयन बैटरी का जीवन बढ़ाया जा सकता है?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Soláthraí Stáisiún Cumhachta Inaistrithe

रौन्स रिफो मूर राष्ट्रीय प्रयोगशाला (एलएलएनएल) के शोधकर्ताओं ने पाया कि जब तक लिथियम-आयन बैटरी के इलेक्ट्रोड में हाइड्रोजन तत्व को जोड़ा जाता है, तब तक बैटरी की क्षमता में काफी सुधार किया जा सकता है, जिससे परिचालन समय बढ़ेगा और ट्रांसमिशन संचालन में तेजी आएगी। लिथियम आयन बैटरी एक रिचार्जेबल बैटरी प्रकार है, और लिथियम आयन को डिस्चार्ज के दौरान बैटरी से सकारात्मक इलेक्ट्रोड में ले जाया जाता है, और चार्जिंग के दौरान सकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिथियम आयन को नकारात्मक इलेक्ट्रोड में वापस ले जाया जाता है। लिथियम आयन बैटरी एक रिचार्जेबल बैटरी प्रकार है, और लिथियम आयन को डिस्चार्ज के दौरान बैटरी से सकारात्मक इलेक्ट्रोड में ले जाया जाता है, और चार्जिंग के दौरान सकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिथियम आयन को नकारात्मक इलेक्ट्रोड में वापस ले जाया जाता है।

लिथियम आयन बैटरी में कई प्रमुख विशेषताएं होती हैं, वोल्टेज और ऊर्जा घनत्व, इन विशेषताओं का प्रदर्शन अंततः लिथियम आयनों और इलेक्ट्रोड सामग्रियों के संयोजन द्वारा निर्धारित होता है। इलेक्ट्रोड की संरचना में, रसायन विज्ञान और आकार में सूक्ष्म परिवर्तन लिथियम आयनों के बीच मजबूत बंधन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकते हैं। प्रयोगों और गणनाओं के माध्यम से, लिवरमोर नेशनल लैब के अनुसंधान अन्वेषकों ने पाया कि लिथियम-आयन बैटरी में, हाइड्रोजन-उपचारित ग्रेफीन फोम इलेक्ट्रोड उच्च क्षमता और तीव्र संचरण क्षमता प्रदर्शित करता है।

एलएलएनएल के सामग्री वैज्ञानिक मॉरिसवांग ने कहा, "ये निष्कर्ष गुणवत्ता विश्लेषण प्रदान करते हैं, जो ग्राफीन सामग्री पर आधारित उच्च-शक्ति इलेक्ट्रोड डिजाइन करने में मदद करते हैं।" वह नेचुरल साइंस रिपोर्ट (नेचरसाइंटिफिकरिपोर्ट्स जर्नल) में प्रकाशित इस रिपोर्ट के लेखकों में से एक हैं। लिथियम-आयन बैटरियों और सुपरकैपेसिटर सहित ऊर्जा भंडारण तत्वों के व्यावसायिक अनुप्रयोग में गैलीन सामग्रियों के उपयोग से, कम लागत पर इस सामग्री का उत्पादन करने की इसकी क्षमता पर गंभीर रूप से प्रभाव पड़ रहा है।

आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली रासायनिक संश्लेषण विधि अंततः बड़ी संख्या में हाइड्रोजन परमाणुओं को छोड़ देगी, जो कि ग्रेफेन के विद्युत रासायनिक प्रदर्शन के प्रभावों को निर्धारित करना मुश्किल है। लिवरमोर लैब के शोधकर्ताओं ने प्रयोगों में पाया है कि हाइड्रोजन तत्व जानबूझकर अनाज-समृद्ध ग्रेफीन के आधार तापमान उपचार में सुधार करता है, जो वास्तव में दर क्षमता में सुधार कर सकता है। हाइड्रोजन तत्व के दोष और ग्रेफेन में दोषों के बाद, छोटे छिद्र को खोल दिया जाता है, जिससे लिथियम आयनों को घुसना आसान हो जाता है, जिससे संचरण दर में सुधार होता है।

नये किनारे से जुड़े लिथियम आयन के माध्यम से अधिक चक्रीय क्षमता की आपूर्ति की जा सकती है (जो संभवतः हाइड्रोजन तत्व से चिपक जाएगा)। लिवरमोर प्रयोगशाला के मैटेरियल्स साइंस के पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता और शोध पत्र के महत्वपूर्ण लेखक ने कहा, "इलेक्ट्रोड के प्रदर्शन में सुधार एक महत्वपूर्ण सफलता है, जो वास्तविक दुनिया में इसके अनुप्रयोगों के द्वार खोल सकता है।" ग्राफीन के लिथियम आयन भंडारण गुणों में हाइड्रोजनीकरण और हाइड्रोजनीकरण दोषों के उपयोग के लिए, शोधकर्ताओं ने बंधनकारी हाइड्रोजन तत्व द्वारा उजागर विभिन्न ताप उपचार स्थितियों को लागू किया, तथा इसके 3डी ग्राफीन नैनोफोम (जीएनएफ) के विद्युत-रासायनिक गुणों पर ध्यान केंद्रित किया।

दोषपूर्ण ग्राफीन से बना है। शोधकर्ता 3डी ग्रेफाइट नैनो फोम का उपयोग करते हैं क्योंकि इसमें विभिन्न प्रकार के संभावित अनुप्रयोग हैं, जिनमें हाइड्रोजन भंडारण, कटैलिसीस, निस्पंदन, इन्सुलेशन, ऊर्जा अवशोषण, कैपेसिटेंस डिसल, सुपरकैपेसिटर और लिथियम-आयन बैटरी आदि शामिल हैं। ग्राफीन 3 डी फोम गैर चिपकने वाला चिपकने वाला की विशेषताएं अधिक जटिल नहीं हो सकती हैं क्योंकि योजक अधिक जटिल है, और इस प्रकार तंत्र अनुसंधान के लिए एक आदर्श विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

"हमने पाया कि हाइड्रोजन तत्व के उपचार के बाद, ग्रेफाइट ओली फोम इलेक्ट्रोड में महत्वपूर्ण प्रगति हुई है। इस प्रयोग के संयोजन से, हम दोषों और हाइड्रोजन समाधानों के बीच सूक्ष्म अंतःक्रियाओं और प्रगति पर नज़र रखेंगे। ग्राफीन रसायन विज्ञान और आकृति विज्ञान में कुछ छोटे परिवर्तनों के परिणामों के जवाब में, प्रदर्शन में आश्चर्यजनक महत्वपूर्ण प्रभाव लाना संभव है, "एलएलएनएल शोधकर्ताओं ने इस अध्ययन के एक अन्य लेखक" ब्रैंडनवुड को भी बताया।

इस अध्ययन के अनुसार, इस नियंत्रित हाइड्रोजन तत्व उपचार का उपयोग अन्य ग्राफीन-आधारित एनोड सामग्रियों में भी अनुकूलित लिथियम आयन संचरण और पुनर्चक्रणीय भंडारण अनुप्रयोगों को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।