हायड्रोजन घटक जोडण्यासाठी लिथियम आयन बॅटरीचे आयुष्य वाढवता येईल का?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - ପୋର୍ଟେବଲ୍ ପାୱାର ଷ୍ଟେସନ୍ ଯୋଗାଣକାରୀ

रौन्स रिफो मूर नॅशनल लॅबोरेटरी (LLNL) च्या संशोधकांना असे आढळून आले की लिथियम-आयन बॅटरीच्या इलेक्ट्रोडमध्ये हायड्रोजन घटक जोडल्यास बॅटरीची क्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारली जाऊ शकते, ज्यामुळे ऑपरेटिंग वेळ वाढेल आणि ट्रान्समिशन ऑपरेशन्स वेगवान होतील. लिथियम आयन बॅटरी ही रिचार्जेबल बॅटरी प्रकारची असते आणि डिस्चार्ज दरम्यान लिथियम आयन बॅटरीमधून पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडकडे हलवले जाते आणि पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडचा लिथियम आयन चार्जिंग दरम्यान परत नकारात्मक इलेक्ट्रोडकडे हलवला जातो. लिथियम आयन बॅटरी ही रिचार्जेबल बॅटरी प्रकारची असते आणि डिस्चार्ज दरम्यान लिथियम आयन बॅटरीमधून पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडकडे हलवले जाते आणि पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडचा लिथियम आयन चार्जिंग दरम्यान परत नकारात्मक इलेक्ट्रोडकडे हलवला जातो.

लिथियम आयन बॅटरीमध्ये अनेक प्रमुख वैशिष्ट्ये आहेत, व्होल्टेज आणि ऊर्जा घनता, या वैशिष्ट्यांची कार्यक्षमता शेवटी लिथियम आयन आणि इलेक्ट्रोड सामग्रीच्या संयोजनाद्वारे निश्चित केली जाते. इलेक्ट्रोडच्या रचनेत, रसायनशास्त्र आणि आकारांमधील सूक्ष्म बदल लिथियम आयन त्यांच्या मजबूत बंधनाशी कसे मजबूत बंधबद्ध आहेत यावर लक्षणीय परिणाम करू शकतात. प्रयोग आणि गणनांद्वारे, लिव्हरमोर नॅशनल लॅबच्या संशोधन संशोधकांना असे आढळून आले की लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये, हायड्रोजन-प्रक्रिया केलेले ग्राफीन फोम इलेक्ट्रोड उच्च क्षमता आणि जलद प्रसारण क्षमता प्रदर्शित करते.

"हे निष्कर्ष गुणवत्ता विश्लेषण पुरवतात, जे ग्राफीन मटेरियलवर आधारित उच्च-शक्तीचे इलेक्ट्रोड डिझाइन करण्यास मदत करतात," LLNL मटेरियल सायंटिस्ट मॉरिसवांग म्हणाले. तो नॅचरल सायन्स रिपोर्ट (NatureScientificReports Journal) मध्ये प्रकाशित झालेल्या या लेखाच्या लेखकांपैकी एक आहे. लिथियम-आयन बॅटरी आणि सुपरकॅपॅसिटरसह ऊर्जा साठवण घटकांच्या व्यावसायिक वापरामध्ये गॅलिन मटेरियलचा वापर, कमी खर्चात हे मटेरियल तयार करण्याच्या क्षमतेवर गंभीरपणे परिणाम करतो.

सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या रासायनिक संश्लेषण पद्धतीमुळे शेवटी मोठ्या प्रमाणात हायड्रोजन अणू बाहेर पडतील, ज्यामुळे ग्राफीनच्या इलेक्ट्रोकेमिकल कामगिरीचे परिणाम निश्चित करणे कठीण आहे. लिव्हरमोर लॅबमधील प्रयोगांमध्ये संशोधकांना असे आढळून आले आहे की हायड्रोजन घटक धान्य-समृद्ध ग्राफीनच्या बेस तापमान उपचारात जाणीवपूर्वक सुधारणा करतो, ज्यामुळे प्रत्यक्षात दर क्षमता सुधारू शकते. हायड्रोजन घटकातील दोष आणि ग्राफीनमधील दोषांनंतर, लहान छिद्र उघडले जाते, ज्यामुळे लिथियम आयन सहजपणे आत प्रवेश करू शकतात, ज्यामुळे प्रसारण दर सुधारतो.

नवीन काठाला जोडलेल्या लिथियम आयनद्वारे (बहुतेकदा हायड्रोजन घटकाला चिकटून राहण्याची शक्यता) अधिक चक्रीय क्षमता पुरवली जाऊ शकते. "इलेक्ट्रोडची कार्यक्षमता सुधारणा ही एक महत्त्वाची प्रगती आहे, जी अधिक वास्तविक जगाच्या अनुप्रयोगांना उघडू शकते," असे लिव्हरमोर लॅबोरेटरी मटेरियल्स सायन्सचे पोस्टडॉक्टरल संशोधक आणि संशोधन पत्रांचे महत्त्वाचे लेखक म्हणाले. ग्राफीनच्या लिथियम आयन साठवण गुणधर्मांमध्ये हायड्रोजनेशन आणि हायड्रोजनेशन दोषांचा वापर करण्यासाठी, संशोधकांनी बंधनकारक हायड्रोजन घटकाद्वारे उघड झालेल्या वेगवेगळ्या उष्णता उपचार परिस्थिती लागू केल्या, त्याच्या 3D ग्राफीन नॅनोफोम (GNF) च्या इलेक्ट्रोकेमिकल गुणधर्मांवर लक्ष केंद्रित केले.

सदोष ग्राफीनपासून बनलेले. संशोधक 3D ग्रेफाइट नॅनो फोम वापरतात कारण त्यात हायड्रोजन स्टोरेज, कॅटॅलिसिस, फिल्ट्रेशन, इन्सुलेशन, ऊर्जा शोषण, कॅपेसिटन्स डिसल, सुपरकॅपेसिटर आणि लिथियम-आयन बॅटरी इत्यादी विविध संभाव्य अनुप्रयोग आहेत. ग्राफीन 3D फोम नॉन-अ‍ॅडेसिव्ह अॅडेसिव्हची वैशिष्ट्ये अधिक क्लिष्ट असू शकत नाहीत कारण त्यात असलेले अॅडिटीव्ह अधिक क्लिष्ट आहे, आणि म्हणूनच ते यंत्रणा संशोधनासाठी एक आदर्श पर्याय म्हणून वापरले जाऊ शकते.

"आम्हाला आढळले की हायड्रोजन घटकाच्या प्रक्रियेनंतर, ग्रेफाइट ओली फोम इलेक्ट्रोडमध्ये लक्षणीय प्रगती झाली आहे. या प्रयोगाच्या संयोजनासह, आपण दोष आणि हायड्रोजन द्रावणांमधील सूक्ष्म परस्परसंवाद आणि प्रगतीचा मागोवा घेऊ. "ग्राफीन रसायनशास्त्र आणि आकारविज्ञानातील काही लहान बदलांच्या परिणामांना प्रतिसाद म्हणून, कामगिरीमध्ये आश्चर्यकारक महत्त्वपूर्ण परिणाम आणणे शक्य आहे," असे एलएलएनएल संशोधकांनी या अभ्यासाचे आणखी एक लेखक ब्रँडनवुड यांना सांगितले.

या अभ्यासानुसार, या नियंत्रित हायड्रोजन घटक उपचाराचा वापर इतर ग्राफीन-आधारित एनोड सामग्रीमध्ये देखील केला जाऊ शकतो जेणेकरून ऑप्टिमाइझ केलेले लिथियम आयन ट्रान्समिशन आणि पुनर्वापर करण्यायोग्य स्टोरेज अनुप्रयोग साध्य होतील.