லித்தியம் அயன் பேட்டரியின் ஆயுளை நீட்டித்து ஹைட்ரஜன் தனிமத்தைச் சேர்க்க முடியுமா?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Soláthraí Stáisiún Cumhachta Inaistrithe

லித்தியம்-அயன் பேட்டரியின் மின்முனைகளில் ஹைட்ரஜன் தனிமம் சேர்க்கப்படும் வரை, பேட்டரி திறனை பெரிதும் மேம்படுத்த முடியும் என்று ரான் ரிஃபோ மூர் தேசிய ஆய்வகத்தின் (LLNL) ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர், இது இயக்க நேரத்தை நீட்டித்து பரிமாற்ற செயல்பாடுகளை துரிதப்படுத்தும். லித்தியம் அயன் பேட்டரி ஒரு ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய பேட்டரி வகையாகும், மேலும் லித்தியம் அயன் வெளியேற்றத்தின் போது பேட்டரியிலிருந்து நேர்மறை மின்முனைக்கு நகர்த்தப்படுகிறது, மேலும் சார்ஜ் செய்யும் போது நேர்மறை மின்முனையின் லித்தியம் அயன் எதிர்மறை மின்முனைக்கு நகர்த்தப்படுகிறது. லித்தியம் அயன் பேட்டரி ஒரு ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய பேட்டரி வகையாகும், மேலும் லித்தியம் அயன் வெளியேற்றத்தின் போது பேட்டரியிலிருந்து நேர்மறை மின்முனைக்கு நகர்த்தப்படுகிறது, மேலும் சார்ஜ் செய்யும் போது நேர்மறை மின்முனையின் லித்தியம் அயன் எதிர்மறை மின்முனைக்கு நகர்த்தப்படுகிறது.

லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள் பல முக்கிய பண்புகள், மின்னழுத்தம் மற்றும் ஆற்றல் அடர்த்தி ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன, இந்த பண்புகளின் செயல்திறன் இறுதியில் லித்தியம் அயனிகள் மற்றும் மின்முனைப் பொருட்களின் கலவையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. மின்முனையின் கட்டமைப்பில், வேதியியல் மற்றும் வடிவங்களில் ஏற்படும் நுட்பமான மாற்றங்கள் லித்தியம் அயனிகள் அவற்றின் வலுவான பிணைப்புடன் எவ்வாறு வலுவான பிணைப்பைக் கொண்டுள்ளன என்பதைக் கணிசமாகப் பாதிக்கலாம். லிவர்மோர் தேசிய ஆய்வகத்தின் ஆராய்ச்சி கண்டுபிடிப்பாளர்கள், சோதனைகள் மற்றும் கணக்கீடுகள் மூலம், லித்தியம்-அயன் பேட்டரியில், ஹைட்ரஜன் சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட கிராஃபீன் நுரை மின்முனை அதிக திறன் மற்றும் வேகமான பரிமாற்ற திறனை வெளிப்படுத்துகிறது என்பதைக் கண்டறிந்தனர்.

"இந்த கண்டுபிடிப்புகள் தர பகுப்பாய்வை வழங்குகின்றன, இது கிராபெனின் பொருளை அடிப்படையாகக் கொண்ட உயர் சக்தி மின்முனைகளை வடிவமைக்க உதவுகிறது" என்று LLNL பொருள் விஞ்ஞானி மோரிஸ்வாங் கூறினார். இயற்கை அறிவியல் அறிக்கையில் (நேச்சர் சயின்டிஃபிக் ரிப்போர்ட்ஸ் ஜர்னல்) வெளியிடப்பட்ட இதன் ஆசிரியர்களில் இவரும் ஒருவர். லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் மற்றும் சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் உள்ளிட்ட ஆற்றல் சேமிப்பு கூறுகளின் வணிக பயன்பாட்டில் உள்ள கேலேன் பொருட்கள், குறைந்த செலவில் இந்த பொருளை உற்பத்தி செய்யும் அதன் திறனை கடுமையாக பாதிக்கின்றன.

பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் வேதியியல் தொகுப்பு முறை இறுதியாக அதிக எண்ணிக்கையிலான ஹைட்ரஜன் அணுக்களை விட்டுச்செல்லும், இது கிராபெனின் மின்வேதியியல் செயல்திறனின் விளைவுகளைத் தீர்மானிப்பது கடினம். லிவர்மோர் ஆய்வக ஆராய்ச்சியாளர்களில் நடத்தப்பட்ட பரிசோதனைகளில், ஹைட்ரஜன் தனிமம் தானியங்கள் நிறைந்த கிராபெனின் அடிப்படை வெப்பநிலை சிகிச்சையை வேண்டுமென்றே மேம்படுத்துகிறது, இது உண்மையில் விகித திறனை மேம்படுத்த முடியும் என்று கண்டறிந்துள்ளனர். ஹைட்ரஜன் தனிமத்தின் குறைபாடுகள் மற்றும் கிராஃபீனில் உள்ள குறைபாடுகளுக்குப் பிறகு, சிறிய துளை திறக்கப்படுகிறது, இது லித்தியம் அயனிகளை எளிதாக ஊடுருவ ஊக்குவிக்கும், இதனால் பரிமாற்ற வீதத்தை மேம்படுத்தும்.

புதிய விளிம்பில் இணைக்கப்பட்ட லித்தியம் அயன் மூலம் அதிக சுழற்சி திறன் வழங்கப்படலாம் (பெரும்பாலும் ஹைட்ரஜன் தனிமத்துடன் ஒட்டிக்கொள்ளும்). "மின்முனையின் செயல்திறன் மேம்பாடு ஒரு முக்கியமான திருப்புமுனையாகும், இது மேலும் உண்மையான உலக பயன்பாடுகளைத் திறக்கும்" என்று லிவர்மோர் ஆய்வகப் பொருட்கள் அறிவியலின் முதுகலை ஆராய்ச்சியாளரும் ஆராய்ச்சிக் கட்டுரைகளின் முக்கிய ஆசிரியருமான அவர் கூறினார். கிராபெனின் லித்தியம் அயன் சேமிப்பு பண்புகளில் ஹைட்ரஜனேற்றம் மற்றும் ஹைட்ரஜனேற்ற குறைபாடுகளைப் பயன்படுத்துவதற்கு விண்ணப்பிக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் பிணைப்பு ஹைட்ரஜன் தனிமத்தால் வெளிப்படும் வெவ்வேறு வெப்ப சிகிச்சை நிலைமைகளைப் பயன்படுத்தினர், அதன் 3D கிராபெனின் நானோஃபோமின் (GNF) மின்வேதியியல் பண்புகளில் கவனம் செலுத்தினர்.

குறைபாடுள்ள கிராஃபீனால் ஆனது. ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு, வினையூக்கம், வடிகட்டுதல், காப்பு, ஆற்றல் உறிஞ்சுதல், மின்தேக்கக் குறைப்பு, சூப்பர் மின்தேக்கிகள் மற்றும் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் உள்ளிட்ட பல்வேறு சாத்தியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டிருப்பதால் ஆராய்ச்சியாளர்கள் 3D கிராஃபைட் நானோ நுரையைப் பயன்படுத்துகின்றனர். கிராபெனின் 3D நுரை ஒட்டாத பசையின் பண்புகள் மிகவும் சிக்கலானதாக இருக்க முடியாது, ஏனெனில் சேர்க்கை மிகவும் சிக்கலானது, எனவே பொறிமுறை ஆராய்ச்சிக்கு ஒரு சிறந்த தேர்வாகப் பயன்படுத்தலாம்.

"ஹைட்ரஜன் தனிமத்தின் சிகிச்சைக்குப் பிறகு, கிராஃபைட் ஓலி நுரை மின்முனை குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தைக் கொண்டிருப்பதை நாங்கள் கண்டறிந்தோம். இந்த பரிசோதனையின் கலவையுடன், குறைபாடுகள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் கரைசல்களுக்கு இடையிலான நுட்பமான தொடர்புகள் மற்றும் முன்னேற்றத்தைக் கண்காணிப்போம். கிராபெனின் வேதியியல் மற்றும் உருவ அமைப்பில் சில சிறிய மாற்றங்களின் முடிவுகளுக்கு பதிலளிக்கும் விதமாக, செயல்திறனில் வியக்கத்தக்க குறிப்பிடத்தக்க விளைவுகளைக் கொண்டுவருவது சாத்தியமாகும், "LLNL ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த ஆய்வின் மற்றொரு ஆசிரியரையும் கொண்டுள்ளனர்" பிராண்டன்வுட்.

இந்த ஆய்வின்படி, இந்த கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஹைட்ரஜன் தனிம சிகிச்சையானது, கிராபீன் அடிப்படையிலான பிற அனோட் பொருட்களிலும் பயன்படுத்தப்பட்டு, உகந்த லித்தியம் அயன் பரிமாற்றம் மற்றும் மறுசுழற்சி செய்யக்கூடிய சேமிப்பு பயன்பாடுகளை அடைய முடியும்.