Chuo Kikuu cha California kinatengeneza diaphragm mpya ya betri ili kuzuia milipuko ya betri inayozidi joto kwa kutumia neti za nanotube za kaboni.

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - អ្នកផ្គត់ផ្គង់ស្ថានីយ៍ថាមពលចល័ត

Mhandisi wa nano wa Chuo Kikuu cha California San Diego ameunda kipengele salama kinachozuia betri za metali za lithiamu zisipate joto na kuwashwa haraka zinapokuwa na mzunguko mfupi. Liu Ping, profesa wa nano-engineering kutoka California, San Diego, alichapisha karatasi kwenye jarida la "Advanced Materials", lililochapishwa katika jarida la "Advanced Materials", alitambulisha kazi yao kwa undani. Betri za chuma za lithiamu zina uwezo mkubwa katika utendaji, lakini ni rahisi kushindwa katika fomu ya sasa.

Hii ni kwa sababu ya ukuaji wa muundo wa sindano inayoitwa fuwele ya dendritic, dendrimature huundwa kwenye anode baada ya betri kushtakiwa, na kitenganishi kinaweza kutoboa, na kitenganishi huundwa kati ya anode na cathode. Kizuizi, kupunguza kasi ya nishati na mtiririko wa joto. Kizuizi hiki kinapoharibiwa na elektroni zinaweza kutiririka kwa uhuru zaidi, huzalisha kalori zaidi, na mambo yatakuwa nje ya udhibiti, na kusababisha joto la betri, kushindwa, moto, hata mlipuko.

Wanasayansi wanatafuta kutatua matatizo haya katika betri za chuma za lithiamu kwa njia mbalimbali, ambapo tabaka za ultrasonic au maalum za kinga hutumia ultrasound au tabaka maalum za kinga kutokana na uwezekano mdogo tu. Timu imefuta sehemu ya betri inayoitwa diaphragm. Diaphragm ni kizuizi kati ya electrode chanya na electrode hasi, ili wakati betri ni fupi, nishati iliyokusanywa katika betri (yaani, joto) inapita Polepole.

Mwandishi wa kwanza wa nadharia hiyo alishtuka: "Hatujaribu kuzuia kushindwa kwa betri. Tunafanya tu betri kuwa salama zaidi, kwa hivyo inaposhindwa, betri haitashika moto au mlipuko. Betri za chuma za lithiamu Baada ya malipo ya mara kwa mara, anode itaonekana kwenye anode.

Baada ya muda, ukuaji wa dendritic ni wa kutosha kwa muda mrefu, kupenya diaphragm, kuinua daraja kati ya anode na cathode, na kusababisha mzunguko mfupi wa ndani. Hii inapotokea, mtiririko wa elektroni kati ya elektroni mbili hupoteza udhibiti, na kusababisha betri kugeuka overheat na kuacha kufanya kazi. Timu ya utafiti katika Chuo Kikuu cha California San Diego kimsingi imepunguzwa.

Upande mmoja hufunika safu nyembamba, mtandao wa nanotube unaopitisha umeme kwa sehemu ya kaboni, ambao unaweza kuzuia uundaji wowote wa dendrites. Wakati dendritic kuweka diaphragm na kugonga carbon nanotube wavu, elektroniki ina channel, ambayo inaweza polepole kutekeleza, si moja kwa moja kwa cathode. Gonzalez atalinganisha kitenganishi kipya cha betri na njia ya mifereji ya maji kwenye bwawa.

Alisema: "Bwawa likianza kuwekewa msukosuko, utafungua kumwagika, acha maji yatoke kwa njia inayoweza kudhibitiwa. Kwa njia hii, wakati bwawa ni decissete kweli, hakuna maji mengi ambayo yanaweza kusababisha mafuriko. Hili ni wazo la mgawanyiko wetu, ambayo inapunguza sana kasi ya kutokwa kwa malipo, kuzuia "mafuriko" ya elektroniki kwa cathode.

Wakati dendritic inachukuliwa na safu ya conductive ya separator, betri itaanza kutekeleza, hivyo wakati betri ni fupi, hakuna nishati ya kutosha kuwa hatari. "Kazi nyingine ya utafiti wa betri imejikita katika kuzuia kupenya kwa dendrites na nyenzo yenye nguvu ya kutosha. Lakini Gonzalez alisema kuwa tatizo na mbinu hii ni kwamba inapanuliwa tu matokeo yasiyoepukika.

Vitenganishi hivi bado vinahitaji vizuri, kuruhusu ioni kupita ili betri ifanye kazi. Kwa hiyo, wakati mti hatimaye hupitishwa, mzunguko mfupi utakuwa mbaya zaidi. Katika jaribio, betri ya chuma ya lithiamu iliyosanikishwa kwenye kitenganishi kipya huonyesha dalili za kushindwa hatua kwa hatua katika mizunguko 20 hadi 30.

Wakati huo huo, betri na uzoefu wa kawaida wa kitenganishi (na nene kidogo) huanguka ghafla katika mzunguko mmoja. "Katika hali halisi, hautakuwa na onyo la awali kuhusu betri inakaribia kushindwa. Sekunde iliyotangulia inaweza kuwa sawa, itashika moto au mzunguko mfupi kabisa sekunde inayofuata.

Hii haitabiriki, "Gonzalez alisema. "Lakini kwa mtenganishaji wetu, utaonywa mapema, inazidi kuwa mbaya, inazidi kuwa mbaya, inazidi kuwa mbaya zaidi. "Ingawa lengo la utafiti huu ni betri za chuma za lithiamu, watafiti wanasema kuwa kitenganishi hiki kinaweza kutumika katika ioni za lithiamu na athari zingine za kemikali za betri.

Timu ya utafiti itajitolea kuboresha matumizi ya kibiashara ya kitenganishi. Chuo Kikuu cha California San Diego kimetuma maombi ya hati miliki ya muda ya utafiti huo.