ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Furnizuesi portativ i stacionit të energjisë elektrike
ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಂಶವನ್ನು ಸೇರಿಸಿದರೆ ಬ್ಯಾಟರಿ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು ಎಂದು ರೌನ್ಸ್ ರಿಫೊ ಮೂರ್ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ (LLNL) ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸರಣ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಪುನರ್ಭರ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ರಕಾರವಾಗಿದ್ದು, ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಅನ್ನು ಬ್ಯಾಟರಿಯಿಂದ ಧನಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಕ್ಕೆ ಸರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುವಾಗ ಧನಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಅನ್ನು ಋಣಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಕ್ಕೆ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಪುನರ್ಭರ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ರಕಾರವಾಗಿದ್ದು, ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಅನ್ನು ಬ್ಯಾಟರಿಯಿಂದ ಧನಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಕ್ಕೆ ಸರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುವಾಗ ಧನಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಅನ್ನು ಋಣಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಕ್ಕೆ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಹಲವಾರು ಪ್ರಮುಖ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ, ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಆಕಾರಗಳಲ್ಲಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳು ಅವುಗಳ ಬಲವಾದ ಬಂಧಕ್ಕೆ ಹೇಗೆ ಬಲವಾದ ಬಂಧವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂಬುದರ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು. ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಮತ್ತು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳ ಮೂಲಕ, ಲಿವರ್ಮೋರ್ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಸಂಶೋಧನಾ ಸಂಶೋಧಕರು ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯಲ್ಲಿ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್-ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಫೋಮ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ವೇಗದ ಪ್ರಸರಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು.
"ಈ ಸಂಶೋಧನೆಗಳು ಗುಣಮಟ್ಟದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ವಸ್ತುವಿನ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ" ಎಂದು LLNL ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನಿ ಮೋರಿಸ್ವಾಂಗ್ ಹೇಳಿದರು. ಅವರು ನೈಸರ್ಗಿಕ ವಿಜ್ಞಾನ ವರದಿಯಲ್ಲಿ (ನೇಚರ್ ಸೈಂಟಿಫಿಕ್ ರಿಪೋರ್ಟ್ಸ್ ಜರ್ನಲ್) ಪ್ರಕಟವಾದ ಇದರ ಲೇಖಕರಲ್ಲಿ ಒಬ್ಬರು. ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಶಕ್ತಿ ಶೇಖರಣಾ ಅಂಶಗಳ ವಾಣಿಜ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಗ್ಯಾಲೀನ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು, ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದಲ್ಲಿ ಈ ವಸ್ತುವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಮೇಲೆ ಗಂಭೀರ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.
ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ವಿಧಾನವು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಬಿಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ನಿರ್ಣಯಿಸುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿದೆ. ಲಿವರ್ಮೋರ್ ಲ್ಯಾಬ್ ಸಂಶೋಧಕರ ಪ್ರಯೋಗಗಳು, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಂಶವು ಧಾನ್ಯ-ಸಮೃದ್ಧ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ನ ಮೂಲ ತಾಪಮಾನ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯನ್ನು ಉದ್ದೇಶಪೂರ್ವಕವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ, ಇದು ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ದರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಂಶದ ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ನಲ್ಲಿನ ದೋಷಗಳ ನಂತರ, ಸಣ್ಣ ರಂಧ್ರವನ್ನು ತೆರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಭೇದಿಸುವುದನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಪ್ರಸರಣ ದರವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.
ಹೊಸ ಅಂಚಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿನ ಚಕ್ರೀಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಪೂರೈಸಬಹುದು (ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಂಶಕ್ಕೆ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ). "ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸುಧಾರಣೆಯು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಗತಿಯಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ನೈಜ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ತೆರೆಯಬಹುದು" ಎಂದು ಲಿವರ್ಮೋರ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಸೈನ್ಸ್ನ ಪೋಸ್ಟ್ಡಾಕ್ಟರಲ್ ಸಂಶೋಧಕ ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಬಂಧಗಳ ಪ್ರಮುಖ ಲೇಖಕರು ಹೇಳಿದರು. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ನ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಶೇಖರಣಾ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಣ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಣ ದೋಷಗಳ ಬಳಕೆಗೆ ಅರ್ಜಿ ಸಲ್ಲಿಸಲು, ಸಂಶೋಧಕರು ಬಂಧಿಸುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಂಶದಿಂದ ಒಡ್ಡಲ್ಪಟ್ಟ ವಿಭಿನ್ನ ಶಾಖ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದರು, ಅದರ 3D ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ನ್ಯಾನೋಫೋಮ್ (GNF) ನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದರು.
ದೋಷಯುಕ್ತ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ನಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ಸಂಶೋಧಕರು 3D ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ನ್ಯಾನೋ ಫೋಮ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಂಗ್ರಹಣೆ, ವೇಗವರ್ಧನೆ, ಶೋಧನೆ, ನಿರೋಧನ, ಶಕ್ತಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ, ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಡೀಸಲ್, ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಇತ್ಯಾದಿ ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ 3D ಫೋಮ್ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳದ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣಗೊಳಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಸಂಯೋಜಕವು ಹೆಚ್ಚು ಜಟಿಲವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಸೂಕ್ತ ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು.
"ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಂಶದ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ನಂತರ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಎಣ್ಣೆ ಫೋಮ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ನಾವು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದೇವೆ. ಈ ಪ್ರಯೋಗದ ಸಂಯೋಜನೆಯೊಂದಿಗೆ, ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ದ್ರಾವಣಗಳ ನಡುವಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ನಾವು ಟ್ರ್ಯಾಕ್ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿನ ಕೆಲವು ಸಣ್ಣ ಬದಲಾವಣೆಗಳ ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ, ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಲ್ಲಿ ಆಶ್ಚರ್ಯಕರವಾದ ಗಮನಾರ್ಹ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ತರಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ, "LLNL ಸಂಶೋಧಕರು ಈ ಅಧ್ಯಯನದ ಇನ್ನೊಬ್ಬ ಲೇಖಕರನ್ನು ಸಹ ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ" ಬ್ರಾಂಡನ್ವುಡ್.
ಈ ಅಧ್ಯಯನದ ಪ್ರಕಾರ, ಈ ನಿಯಂತ್ರಿತ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಂಶ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯನ್ನು ಇತರ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್-ಆಧಾರಿತ ಆನೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಶೇಖರಣಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿ ಸಾಧಿಸಬಹುದು.