ഉപരിതല-മധ്യസ്ഥതയുള്ള ബാറ്ററിക്ക് ഇലക്ട്രിക് വാഹനത്തിന്റെ ചാർജ്ജിംഗ് സമയം കുറച്ച് മിനിറ്റുകൾ മാത്രമാക്കാൻ കഴിയും

2022/04/08

രചയിതാവ്: ഐഫ്ലോ പവർ -പോർട്ടബിൾ പവർ സ്റ്റേഷൻ വിതരണക്കാരൻ

ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും ഉള്ള മൂന്ന് വ്യത്യസ്ത ഇലക്ട്രോഡ് കനം ഉള്ള ഉപരിതല-മധ്യസ്ഥ ബാറ്ററിയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ സൂപ്പർകപ്പാസിറ്ററുകളും ബാറ്ററികളും താരതമ്യം ചെയ്യുക. ഉറവിടം: അമേരിക്കൻ കെമിസ്ട്രി സൊസൈറ്റി എവിടെയാണ്, ഇത് ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ ഒരു മുന്നേറ്റം പോലെയാണ്, പക്ഷേ ഇത് ഒരു ബാറ്ററിയല്ല. നാനോകിൻസ്ട്രമെന്റ്സ്, Inc.

ഇലക്‌ട്രോഡിലെ ധാരാളം ലിഥിയം അയോണുകളുടെ ദ്രുത ഷട്ടിൽ അനുസരിച്ച് ഊർജ സംഭരണ ​​​​ഉപകരണങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന പുതിയ സ്പെസിഫിക്കേഷൻ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഓഹ്‌ടണിലെ അതിന്റെ അനുബന്ധ സ്ഥാപനങ്ങളായ ആംഗ്‌സ്ട്രോൺ മെറ്റീരിയലുകൾ, ഈ ഇലക്‌ട്രോഡിന് വലിയ ഗ്രാഫീൻ പ്രതലമുണ്ട്. ഈ ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​ഉപകരണം ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾക്ക് വളരെ ഉപയോഗപ്രദമാണെന്ന് തെളിയിക്കാനാകും, ഇത് ചാർജിംഗ് സമയം കുറയ്ക്കുകയും മണിക്കൂറിൽ നിന്ന് ഒരു മിനിറ്റിൽ താഴെയായി ചുരുക്കുകയും ചെയ്യും.

മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്ന ഊർജ്ജ സംഭരണവും (ഉദാഹരണത്തിന്, സോളാർ, കാറ്റ് ഊർജ്ജവും സംഭരണം) സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡുകളും ഉൾപ്പെട്ടേക്കാം. ഈ പുതിയ ഉപകരണം ഗ്രാഫീൻ ഉപരിതല പ്രവർത്തനത്തിനായുള്ള ഒരു ലിഥിയം അയോൺ എക്സ്ചേഞ്ച് ബാറ്ററിയാണ്, അല്ലെങ്കിൽ കൂടുതൽ ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, ഉപരിതല-മധ്യസ്ഥ ബാറ്ററി (SMCS: Surface-Mediatedcells) ആണെന്ന് ഗവേഷകർ പറഞ്ഞു. നിലവിലുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ തുറക്കാത്ത വസ്തുക്കളും ഘടനകളും ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, അവ ഇതിനകം തന്നെ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളും സൂപ്പർകപ്പാസിറ്ററുകളും കവിയുന്നു.

ഈ പുതിയ ഉപകരണത്തിന് ഒരു കിലോവാട്ട് ബാറ്ററിക്ക് 100 കിലോവാട്ട് നൽകാൻ കഴിയും, വാണിജ്യ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളേക്കാൾ 100 മടങ്ങ് കൂടുതലും സൂപ്പർ കപ്പാസിറ്ററിനേക്കാൾ 10 മടങ്ങ് കൂടുതലും. പവർ ഡെൻസിറ്റി കൂടുന്തോറും ഊർജ കൈമാറ്റ വേഗത കൂടും (വേഗതയുള്ള ചാർജിംഗ് വേഗതയ്ക്ക് കാരണമാകാം). കൂടാതെ, ഈ പുതിയ ബാറ്ററിക്ക് ഒരു കിലോഗ്രാം ബാറ്ററിയിൽ 160 വാട്ട് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത സംഭരിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് വാണിജ്യവൽക്കരിച്ച ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്, ഇത് പരമ്പരാഗത സൂപ്പർ കപ്പാസിറ്ററിനേക്കാൾ 30 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്.

വലിയ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത, കൂടുതൽ ഊർജ്ജം സംഭരിക്കാൻ കഴിയും, കൂടുതൽ ഊർജ്ജം സംഭരിക്കപ്പെടും (ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളുടെ ഡ്രൈവിംഗ് മൈലേജിനൊപ്പം). അതേ ഉപകരണ ഭാരം ഉണ്ടെങ്കിൽ, നിലവിലെ ഉപരിതല-മധ്യസ്ഥ ബാറ്ററിയും ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളും ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗിക്കാമെന്നും നാനോ ഇൻസ്ട്രുമെന്റ് ആൻഡ് ആംഗർസ്ട്രോൺ മെറ്റീരിയലിന്റെ സ്ഥാപകൻ ജോയിന്റ് സ്ഥാപകൻ ജിയാങ് ബൗസ് (Borz.jang) പറഞ്ഞു. ഉപരിതല-മധ്യസ്ഥ ബാറ്ററി നിലവിലെ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിക്ക് സമാനമാണ്, ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത കൂടുതൽ വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അതിനാൽ യാത്രാ പദ്ധതി മെച്ചപ്പെടുത്താനും ഇതിന് കഴിയും.

എന്നിരുന്നാലും, തത്വത്തിൽ, വൈദ്യുത വാഹനങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി പോലെ, ഉപരിതല-മധ്യസ്ഥ ബാറ്ററികൾ മണിക്കൂറുകളേക്കാൾ കുറച്ച് മിനിറ്റുകൾക്കുള്ളിൽ (ഒരു മിനിറ്റിൽ കുറവായിരിക്കില്ല) ചാർജ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. ജിയാങ് ബോൾഡ്‌സും നാനോ ടെക്‌നോളജി ഇൻസ്ട്രുമെന്റ് കമ്പനി ലിമിറ്റഡിലെ പങ്കാളിയും.

ആംഗേഴ്‌സ്മിയ മെറ്റീരിയൽ കമ്പനിയും ഈ പഠനം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു, ഇത് അടുത്ത തലമുറയിലെ ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​ഉപകരണങ്ങളുടെ പഠനമാണ്, ഏറ്റവും പുതിയ "നാനോ എക്സ്പ്രസ്" (നാനോലെറ്ററുകൾ) ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. രണ്ട് കമ്പനികളും നാനോ മെറ്റീരിയലുകളുടെ വാണിജ്യവൽക്കരണത്തിൽ വൈദഗ്ദ്ധ്യം നേടിയവരാണ്, ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ നാനോ ഗ്രാനൈറ്റ് (NGPS: Nanographeneplatelets) നിർമ്മാതാവാണ് Angerstrong. ഗവേഷകർ അവരുടെ ഗവേഷണത്തിൽ വിശദീകരിക്കുന്നതുപോലെ, ഊർജ്ജ സംഭരണം, ബാറ്ററികൾ, സൂപ്പർകപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്നിവയിൽ അവരുടെ സ്വന്തം ശക്തിയും ബലഹീനതയും ഉണ്ട്.

ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികളുടെ (120-150 വാട്ട് / കി.ഗ്രാം) ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത സൂപ്പർകപ്പാസിറ്ററിനേക്കാൾ (5 വാട്ട് / കി.ഗ്രാം) വളരെ കൂടുതലാണെങ്കിലും, ഈ ബാറ്ററിക്ക് കുറഞ്ഞ പവർ ഡെൻസിറ്റി (1 kW / kg ബാറ്ററി) ഉണ്ട്, 10 kW / kg ബാറ്ററി താരതമ്യം ചെയ്യുക ). ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയുടെ പവർ ഡെൻസിറ്റി കൂട്ടാനും സൂപ്പർ കപ്പാസിറ്ററിന്റെ ഊർജ സാന്ദ്രത മെച്ചപ്പെടുത്താനും പല ഗവേഷക സംഘങ്ങളും ശ്രമിച്ചിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ ഈ രണ്ട് മേഖലകൾക്കും ഇപ്പോഴും വലിയ വെല്ലുവിളികളുണ്ട്. ഒരു പുതിയ ചട്ടക്കൂട് വിതരണം ചെയ്‌തിരിക്കുന്നതിനാൽ, ഇത് ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​​​ഉപകരണങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കാം, അതിനാൽ ഈ ഉപരിതല-മധ്യസ്ഥ ബാറ്ററി ഈ വെല്ലുവിളികളെ മറികടക്കാൻ ഗവേഷകരെ അനുവദിക്കുന്നു.

ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിയുടെയും സൂപ്പർ കപ്പാസിറ്ററിന്റെയും പ്രകടനങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള വിടവ് കുറയ്ക്കിക്കൊണ്ട് ഈ പുതിയ ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​ഉപകരണം വികസിപ്പിക്കുക, ജിയാങ് ബൗസ് പറഞ്ഞു. അതിലും പ്രധാനമായി, ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള അടിസ്ഥാനപരമായി ഈ പുതിയ ചട്ടക്കൂട്, ഗവേഷകരെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത കൈവരിക്കാൻ പ്രാപ്തരാക്കുന്നു, മാത്രമല്ല ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും, മറ്റൊന്നിനായി ത്യജിക്കാതെ. ഉപരിതല-മധ്യസ്ഥതയുള്ള ബാറ്ററി ഇലക്‌ട്രോഡിന് ഒരു വലിയ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണമുണ്ട്, അതിനാൽ വലിയ അളവിലുള്ള അയോണുകൾ പെട്ടെന്ന് ഷട്ടിൽ ചെയ്യുന്നു, ഇത് അതിവേഗ ചാർജിംഗ് സമയം കൊണ്ടുവരുന്നു.

ഉറവിടം: അമേരിക്കൻ കെമിസ്ട്രിയുടെ ഉപരിതല-മധ്യസ്ഥ ബാറ്ററി പ്രകടനത്തിന്റെ താക്കോൽ, കാഥോഡും ആനോഡും വളരെ വലിയ ഗ്രാഫീൻ പ്രതലമാണ്. ബാറ്ററികൾ നിർമ്മിക്കുമ്പോൾ, ഗവേഷകർ ലിഥിയം ലോഹം (കണികകൾ അല്ലെങ്കിൽ മെറ്റൽ ഫോയിൽ രൂപത്തിൽ) ആനോഡിൽ ഇടുന്നു. ആദ്യത്തെ ഡിസ്ചാർജ് സൈക്കിളിൽ, ലിഥിയം അയോണൈസ്ഡ് ആണ്, ലിഥിയം അയോണുകളുടെ എണ്ണം ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററിയേക്കാൾ കൂടുതൽ കൊണ്ടുവന്നു.

ബാറ്ററി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഈ അയോണുകൾ ലിക്വിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലൂടെ കാഥോഡിലേക്ക് കുടിയേറുകയും കാഥോഡിന്റെ സുഷിരങ്ങളിലേക്ക് കാഥോഡിലെ ഒരു വലിയ ഗ്രാഫീൻ പ്രതലത്തിലെത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. ചാർജിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ, വലിയ അളവിലുള്ള ലിഥിയം അയോൺ ഫ്ലക്സ് കാഥോഡിൽ നിന്ന് ആനോഡിലേക്ക് വേഗത്തിൽ മാറുന്നു. വളരെ വലിയ ഇലക്ട്രോഡ് ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം, അതിനാൽ ഒരു വലിയ അളവിലുള്ള അയോണുകൾ വേഗത്തിൽ ഷട്ടിൽ, ഉയർന്ന ശക്തിയും ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും.

പോറസ് ഇലക്‌ട്രോഡിന്റെ ഉപരിതലം (ബ്ലോക്ക് ഇലക്‌ട്രോഡിലേക്കാൾ, ബാറ്ററിയിലെ ബാറ്ററി പോലെ), സമയമെടുക്കുന്ന ഇൻസേർഷൻ പ്രക്രിയ ഉപയോഗിക്കില്ലെന്ന് ഗവേഷകർ വിശദീകരിച്ചു. ഈ പ്രക്രിയയ്ക്കിടയിൽ, ഇലക്ട്രോഡുകൾക്കിടയിൽ ലിഥിയം അയോണുകൾ ചേർക്കണം, ഇത് ഒരു പ്രധാന ബാറ്ററി ചാർജിംഗ് സമയമാണ്. ഈ പഠനത്തിൽ, ഗവേഷകർ ധാരാളം വ്യത്യസ്ത തരം ഗ്രാഫൈറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, വ്യത്യസ്ത തരം ഗ്രാഫീനുകൾ (ഓക്സിഡൈസ്ഡ്, കുറച്ച സിംഗിൾ-ലെയർ, മൾട്ടി-ലെയർ ഗ്രാഫീൻ) തയ്യാറാക്കിയിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ ഈ ഉപകരണത്തെ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന് ഈ മെറ്റീരിയലുകളും കോൺഫിഗറേഷനുകളും കൂടുതൽ വിശകലനം ചെയ്തു.

ഒരു വശത്ത്, ഈ ബാറ്ററിയുടെ സൈക്കിൾ ആയുസ്സ് കൂടുതൽ പഠിക്കാൻ ഗവേഷകർ പദ്ധതിയിടുന്നു. ഇതുവരെ, ഈ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് 1000 സൈക്കിളുകൾക്ക് ശേഷവും 95% ശേഷി നിലനിർത്താൻ കഴിയുമെന്ന് അവർ കണ്ടെത്തി, 2000 സൈക്കിളുകൾക്ക് ശേഷവും, ഡെൻഡ്രൈറ്റിന്റെ ഒരു സൂചനയും ഇപ്പോഴും ഇല്ല. ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രകടനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് വ്യത്യസ്ത ലിഥിയം സംഭരണ ​​സംവിധാനങ്ങൾ ചർച്ച ചെയ്യാനും ഗവേഷകർ പദ്ധതിയിടുന്നു.

ഉപരിതല മധ്യസ്ഥ ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വാണിജ്യവൽക്കരണത്തിന് വലിയ തടസ്സങ്ങളൊന്നും ഉണ്ടാകില്ലെന്ന് ഞങ്ങൾ കണക്കാക്കുന്നു, ജിയാങ് ബൗസ് പറഞ്ഞു. നിലവിലെ ഗ്രാഫീൻ ഉയർന്ന വിലയ്ക്കാണ് വിൽക്കുന്നതെങ്കിലും ഗ്രാഫീന്റെ ഉൽപ്പാദന ശക്തി ആംഗർസ്ട്രോൺ മെറ്റീരിയൽസ് കമ്പനി സജീവമായി വിപുലീകരിക്കുകയാണ്. അടുത്ത 1-3 വർഷത്തിനുള്ളിൽ ഗ്രാഫൈറ്റിന്റെ ഉൽപാദനച്ചെലവ് ഗണ്യമായി കുറയുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

ഞങ്ങളെ സമീപിക്കുക
നിങ്ങളുടെ ആവശ്യകതകൾ ഞങ്ങളോട് പറയുക, നിങ്ങൾക്ക് സങ്കൽപ്പിക്കാവുന്നതിലും കൂടുതൽ ചെയ്യാൻ കഴിയും.
നിങ്ങളുടെ അന്വേഷണം അയയ്ക്കുക
Chat with Us

നിങ്ങളുടെ അന്വേഷണം അയയ്ക്കുക

മറ്റൊരു ഭാഷ തിരഞ്ഞെടുക്കുക
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
നിലവിലെ ഭാഷ:മലയാളം