ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിയുടെ ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ ഹൈഡ്രജൻ മൂലകം ചേർക്കാൻ കഴിയുമോ?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Προμηθευτής φορητών σταθμών παραγωγής ενέργειας

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയുടെ ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ ഹൈഡ്രജൻ മൂലകം ചേർക്കുന്നിടത്തോളം ബാറ്ററി ശേഷി വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയുമെന്ന് റൗൺസ് റിഫോ മൂർ നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയിലെ (LLNL) ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി, ഇത് പ്രവർത്തന സമയം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ട്രാൻസ്മിഷൻ പ്രവർത്തനങ്ങൾ ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും. ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററി ഒരു റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററി തരമാണ്, ഡിസ്ചാർജ് സമയത്ത് ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററിയിൽ നിന്ന് പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിലേക്ക് നീക്കപ്പെടുന്നു, ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിന്റെ ലിഥിയം അയോൺ നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിലേക്ക് തിരികെ നീക്കുന്നു. ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററി ഒരു റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററി തരമാണ്, ഡിസ്ചാർജ് സമയത്ത് ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററിയിൽ നിന്ന് പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിലേക്ക് നീക്കപ്പെടുന്നു, ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിന്റെ ലിഥിയം അയോൺ നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിലേക്ക് തിരികെ നീക്കുന്നു.

ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികൾക്ക് നിരവധി പ്രധാന സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ, വോൾട്ടേജ്, ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത എന്നിവയുണ്ട്, ഈ സ്വഭാവസവിശേഷതകളുടെ പ്രകടനം ആത്യന്തികമായി നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ലിഥിയം അയോണുകളുടെയും ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കളുടെയും സംയോജനമാണ്. ഇലക്ട്രോഡിന്റെ ഘടനയിൽ, രസതന്ത്രത്തിലും ആകൃതിയിലുമുള്ള സൂക്ഷ്മമായ മാറ്റങ്ങൾ ലിഥിയം അയോണുകൾ അവയുടെ ശക്തമായ ബോണ്ടിംഗുമായി എങ്ങനെ ശക്തമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്നതിനെ സാരമായി ബാധിച്ചേക്കാം. പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെയും കണക്കുകൂട്ടലുകളിലൂടെയും, ലിവർമോർ നാഷണൽ ലാബിലെ ഗവേഷണ കണ്ടുപിടുത്തക്കാർ, ഒരു ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയിൽ, ഹൈഡ്രജൻ സംസ്കരിച്ച ഗ്രാഫീൻ ഫോം ഇലക്ട്രോഡ് ഉയർന്ന ശേഷിയും വേഗത്തിലുള്ള പ്രക്ഷേപണ ശേഷിയും പ്രകടിപ്പിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി.

"ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ ഗുണനിലവാര വിശകലനം നൽകുന്നു, ഇത് ഗ്രാഫീൻ മെറ്റീരിയലിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഉയർന്ന പവർ ഇലക്ട്രോഡുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ സഹായിക്കുന്നു," എൽഎൽഎൻഎൽ മെറ്റീരിയൽ ശാസ്ത്രജ്ഞൻ മോറിസ്വാങ് പറഞ്ഞു. നാച്ചുറൽ സയൻസ് റിപ്പോർട്ടിൽ (നേച്ചർ സയന്റിഫിക് റിപ്പോർട്ട്സ് ജേണൽ) പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഇതിന്റെ രചയിതാക്കളിൽ ഒരാളാണ് അദ്ദേഹം. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ, സൂപ്പർകപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​ഘടകങ്ങളുടെ വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള ഗാലീൻ വസ്തുക്കൾ, കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ ഈ മെറ്റീരിയൽ നിർമ്മിക്കാനുള്ള അതിന്റെ കഴിവിനെ ഗുരുതരമായി ബാധിക്കുന്നു.

സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന കെമിക്കൽ സിന്തസിസ് രീതി ഒടുവിൽ ധാരാളം ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ അവശേഷിപ്പിക്കും, ഗ്രാഫീനിന്റെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രകടനത്തിന്റെ ഫലങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കാൻ പ്രയാസമുള്ളതിനാൽ. ലിവർമോർ ലാബിലെ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തിയത്, ധാന്യങ്ങളാൽ സമ്പുഷ്ടമായ ഗ്രാഫീനിന്റെ അടിസ്ഥാന താപനില ചികിത്സ ഹൈഡ്രജൻ മൂലകം മനഃപൂർവ്വം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു എന്നാണ്, ഇത് യഥാർത്ഥത്തിൽ നിരക്ക് ശേഷി മെച്ചപ്പെടുത്തും. ഹൈഡ്രജൻ മൂലകത്തിലെ തകരാറുകളും ഗ്രാഫീനിലെ തകരാറുകളും പരിഹരിക്കപ്പെട്ടതിനുശേഷം, ചെറിയ സുഷിരം തുറക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ലിഥിയം അയോണുകളെ എളുപ്പത്തിൽ തുളച്ചുകയറാൻ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും അതുവഴി പ്രക്ഷേപണ നിരക്ക് മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും.

പുതിയ അരികിൽ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ലിഥിയം അയോൺ വഴി കൂടുതൽ ചാക്രിക ശേഷി നൽകാൻ കഴിയും (ഹൈഡ്രജൻ മൂലകത്തോട് പറ്റിനിൽക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ട്). "ഇലക്ട്രോഡിന്റെ പ്രകടന മെച്ചപ്പെടുത്തൽ ഒരു പ്രധാന വഴിത്തിരിവാണ്, ഇത് കൂടുതൽ യഥാർത്ഥ ലോക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ തുറക്കും," ലിവർമോർ ലബോറട്ടറി മെറ്റീരിയൽസ് സയൻസിലെ പോസ്റ്റ്ഡോക്ടറൽ ഗവേഷകനും ഗവേഷണ പ്രബന്ധങ്ങളുടെ പ്രധാന രചയിതാവുമായ അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു. ഗ്രാഫീനിന്റെ ലിഥിയം അയോൺ സംഭരണ ​​ഗുണങ്ങളിൽ ഹൈഡ്രജനേഷൻ, ഹൈഡ്രജനേഷൻ വൈകല്യങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് അപേക്ഷിക്കുന്നതിനായി, ഗവേഷകർ അതിന്റെ 3D ഗ്രാഫീൻ നാനോഫോമിന്റെ (GNF) ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ഗുണങ്ങളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ച്, ബൈൻഡിംഗ് ഹൈഡ്രജൻ മൂലകം തുറന്നുകാട്ടുന്ന വ്യത്യസ്ത താപ ചികിത്സാ വ്യവസ്ഥകൾ പ്രയോഗിച്ചു.

വികലമായ ഗ്രാഫീൻ ചേർന്നതാണ്. ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണം, കാറ്റാലിസിസ്, ഫിൽട്രേഷൻ, ഇൻസുലേഷൻ, ഊർജ്ജ ആഗിരണം, കപ്പാസിറ്റൻസ് ഡീസൽ, സൂപ്പർകപ്പാസിറ്ററുകൾ, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ തുടങ്ങി വിവിധ സാധ്യതയുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഉള്ളതിനാൽ ഗവേഷകർ 3D ഗ്രാഫൈറ്റ് നാനോ ഫോം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഗ്രാഫീൻ 3D ഫോം നോൺ-എഡിഷിംഗ് പശയുടെ സവിശേഷതകൾ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമാക്കാൻ കഴിയില്ല, കാരണം അഡിറ്റീവ് കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമാണ്, അതിനാൽ മെക്കാനിസം ഗവേഷണത്തിന് അനുയോജ്യമായ ഒരു തിരഞ്ഞെടുപ്പായി ഇത് ഉപയോഗിക്കാം.

"ഹൈഡ്രജൻ മൂലകത്തിന്റെ ചികിത്സയ്ക്ക് ശേഷം, ഗ്രാഫൈറ്റ് ഓയിൽ ഫോം ഇലക്ട്രോഡിന് കാര്യമായ പുരോഗതിയുണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി. ഈ പരീക്ഷണത്തിന്റെ സംയോജനത്തിലൂടെ, വൈകല്യങ്ങളും ഹൈഡ്രജൻ ലായനികളും തമ്മിലുള്ള സൂക്ഷ്മമായ ഇടപെടലുകളും പുരോഗതിയും ഞങ്ങൾ ട്രാക്ക് ചെയ്യും. ഗ്രാഫീൻ രസതന്ത്രത്തിലും രൂപഘടനയിലുമുള്ള ചില ചെറിയ മാറ്റങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾക്ക് മറുപടിയായി, പ്രകടനത്തിൽ അതിശയിപ്പിക്കുന്ന കാര്യമായ ഫലങ്ങൾ കൊണ്ടുവരാൻ കഴിയും, "LLNL ഗവേഷകർക്ക് ഈ പഠനത്തിന്റെ മറ്റൊരു രചയിതാവ് കൂടിയുണ്ട്" ബ്രാൻഡൻവുഡ്.

ഈ പഠനം അനുസരിച്ച്, ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത ലിഥിയം അയോൺ ട്രാൻസ്മിഷനും പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന സംഭരണ ​​ആപ്ലിക്കേഷനുകളും നേടുന്നതിന് മറ്റ് ഗ്രാഫീൻ അധിഷ്ഠിത ആനോഡ് വസ്തുക്കളിലും ഈ നിയന്ത്രിത ഹൈഡ്രജൻ മൂലക ചികിത്സ ഉപയോഗിക്കാം.