कॅलिफोर्निया विद्यापीठाने कार्बन नॅनोट्यूब नेट वापरून बॅटरी जास्त गरम होण्यापासून होणारे स्फोट टाळण्यासाठी नवीन बॅटरी डायफ्राम बनवला आहे.

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Furnizuesi portativ i stacionit të energjisë elektrike

कॅलिफोर्निया विद्यापीठाच्या सॅन दिएगो येथील नॅनो-इंजिनियरने एक सुरक्षित वैशिष्ट्य विकसित केले आहे जे लिथियम धातूच्या बॅटरी शॉर्ट सर्किट झाल्यावर जलद गरम होण्यापासून आणि फायर होण्यापासून रोखते. कॅलिफोर्निया, सॅन दिएगो येथील नॅनो-अभियांत्रिकी विभागाचे प्राध्यापक लिऊ पिंग यांनी "अ‍ॅडव्हान्स्ड मटेरियल्स" मासिकात प्रकाशित झालेल्या "अ‍ॅडव्हान्स्ड मटेरियल्स" मासिकात एक शोधनिबंध प्रकाशित केला, ज्यामध्ये त्यांच्या कार्याची तपशीलवार ओळख करून देण्यात आली. लिथियम धातूच्या बॅटरीमध्ये कामगिरीची मोठी क्षमता असते, परंतु सध्याच्या स्वरूपात त्या निकामी होणे सोपे आहे.

हे डेंड्रिटिक क्रिस्टल नावाच्या सुईच्या संरचनेच्या वाढीमुळे होते, बॅटरी चार्ज केल्यानंतर एनोडवर डेंड्रिमेचर तयार होते आणि सेपरेटरला छिद्र पाडता येते आणि एनोड आणि कॅथोड दरम्यान सेपरेटर तयार होतो. अडथळा, मंदावणारी ऊर्जा आणि उष्णता प्रवाह. जेव्हा हा अडथळा नष्ट होतो आणि इलेक्ट्रॉन अधिक मुक्तपणे वाहू शकतात, तेव्हा ते अधिक कॅलरीज निर्माण करतात आणि गोष्टी नियंत्रणाबाहेर जातात, ज्यामुळे बॅटरी जास्त गरम होते, बिघाड होतो, आग लागते आणि अगदी स्फोट देखील होतो.

शास्त्रज्ञ लिथियम मेटल बॅटरीजमधील या समस्या विविध प्रकारे सोडवण्याचा प्रयत्न करीत आहेत, जिथे अल्ट्रासोनिक किंवा विशेष संरक्षणात्मक थर अल्ट्रासाऊंड किंवा विशेष संरक्षणात्मक थरांचा वापर केवळ काही शक्यतांपासून करतात. टीमने बॅटरीचा डायाफ्राम नावाचा भाग साफ केला आहे. डायाफ्राम हा पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड आणि निगेटिव्ह इलेक्ट्रोडमधील अडथळा आहे, ज्यामुळे जेव्हा बॅटरी कमी असते तेव्हा बॅटरीमध्ये जमा झालेली ऊर्जा (म्हणजेच उष्णता) हळूहळू वाहते.

प्रबंधाचा पहिला लेखक स्तब्ध झाला: "आम्ही बॅटरी बिघाड रोखण्याचा प्रयत्न करत नाही. आम्ही फक्त बॅटरी अधिक सुरक्षित करतो, जेणेकरून जेव्हा ती बिघडते तेव्हा बॅटरीला आग लागणार नाही किंवा स्फोट होणार नाही. लिथियम धातूच्या बॅटरी वारंवार चार्ज केल्यानंतर, एनोडमध्ये एनोड दिसेल.

कालांतराने, डेंड्रिटिक वाढ पुरेशी लांब असते, डायाफ्राममध्ये प्रवेश करते, एनोड आणि कॅथोडमधील पूल उंचावते, ज्यामुळे अंतर्गत शॉर्ट सर्किट होतात. जेव्हा असे होते, तेव्हा दोन इलेक्ट्रोडमधील इलेक्ट्रॉन प्रवाह नियंत्रणाबाहेर जातो, ज्यामुळे बॅटरी जास्त गरम होते आणि काम करणे थांबवते. कॅलिफोर्निया विद्यापीठातील सॅन दिएगो येथील संशोधन पथक मुळातच निष्क्रिय आहे.

एका बाजूला एक पातळ थर असतो, अंशतः विद्युत वाहक कार्बन नॅनोट्यूब नेटवर्क, जो डेंड्राइट्सच्या कोणत्याही निर्मितीला रोखू शकतो. जेव्हा डेंड्रिटिक डायाफ्रामला चिकटवते आणि कार्बन नॅनोट्यूब नेटवर आदळते तेव्हा इलेक्ट्रॉनिकमध्ये एक चॅनेल असते, जो हळूहळू डिस्चार्ज होऊ शकतो, थेट कॅथोडमध्ये नाही. गोंझालेझ नवीन बॅटरी सेपरेटरची तुलना धरणावरील ड्रेनेज मार्गाशी करतील.

तो म्हणाला: "जेव्हा धरण बफर होण्यास सुरुवात होईल, तेव्हा तुम्ही गळती उघडाल, काही पाणी नियंत्रित पद्धतीने बाहेर वाहू द्याल. अशाप्रकारे, जेव्हा धरण खरोखरच दुरावस्थेत असते, तेव्हा पूर निर्माण करू शकेल असे फारसे पाणी नसते. ही आमच्या सेपरेटरची कल्पना आहे, जी चार्ज डिस्चार्ज गती मोठ्या प्रमाणात कमी करते, कॅथोडमध्ये इलेक्ट्रॉनिक "पूर" रोखते.

जेव्हा विभाजकाच्या वाहक थराने डेंड्रिटिकला अडवले जाते, तेव्हा बॅटरी डिस्चार्ज होण्यास सुरुवात होते, म्हणून जेव्हा बॅटरी कमी असते तेव्हा धोकादायक ठरण्यासाठी पुरेशी ऊर्जा नसते. "इतर बॅटरी संशोधन कार्य पुरेसे मजबूत पदार्थ वापरून डेंड्राइट्सच्या आत प्रवेश रोखण्यावर केंद्रित आहे. परंतु गोंझालेझ म्हणाले की या दृष्टिकोनाची एक समस्या अशी आहे की ते केवळ अपरिहार्य परिणामांनाच विस्तारित करते.

या विभाजकांना अजूनही चांगले हवे आहे, ज्यामुळे आयन पास होऊ शकतात जेणेकरून बॅटरी काम करेल. म्हणून, जेव्हा झाड शेवटी निघून जाईल, तेव्हा शॉर्ट सर्किट आणखी वाईट होईल. चाचणीमध्ये, नवीन सेपरेटरमध्ये बसवलेली लिथियम धातूची बॅटरी २० ते ३० चक्रांमध्ये हळूहळू बिघाड होण्याची चिन्हे दर्शवते.

त्याच वेळी, बॅटरी आणि एक सामान्य (आणि किंचित जाड) सेपरेटर अचानक एकाच चक्रात बिघाड अनुभवतात. "वास्तविक केस सीनमध्ये, बॅटरी निकामी होणार आहे याबद्दल तुम्हाला कोणतीही पूर्वसूचना मिळणार नाही. कदाचित मागचा सेकंद ठीक असेल, पुढच्या सेकंदाला आग लागेल किंवा पूर्णपणे शॉर्ट सर्किट होईल.

"हे अप्रत्याशित आहे," गोंझालेझ म्हणाले. "पण आमच्या सेपरेटरमुळे, तुम्हाला आधीच इशारा दिला जाईल, वाईट होत चालले आहे, वाईट होत चालले आहे, अधिकाधिक वाईट होत चालले आहे, अधिकाधिक होत चालले आहे." "या अभ्यासाचा केंद्रबिंदू लिथियम धातूच्या बॅटरी असला तरी, संशोधकांचे म्हणणे आहे की हे विभाजक लिथियम आयन आणि इतर बॅटरी रासायनिक अभिक्रियांमध्ये देखील वापरले जाऊ शकते.

संशोधन पथक विभाजकाचा व्यावसायिक वापर अनुकूलित करण्यासाठी वचनबद्ध असेल. कॅलिफोर्निया विद्यापीठ सॅन दिएगोने या अभ्यासासाठी तात्पुरत्या पेटंटसाठी अर्ज केला आहे.