కార్బన్ నానోట్యూబ్ నెట్‌లను ఉపయోగించి బ్యాటరీ ఓవర్ హీటింగ్ పేలుళ్లను నివారించడానికి కాలిఫోర్నియా విశ్వవిద్యాలయం కొత్త బ్యాటరీ డయాఫ్రాగమ్‌ను తయారు చేసింది.

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Onye na-ebubata ọdụ ọkụ nwere ike ibugharị

కాలిఫోర్నియా శాన్ డియాగో విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన నానో-ఇంజనీర్ లిథియం మెటల్ బ్యాటరీలు షార్ట్ సర్క్యూట్ అయినప్పుడు త్వరగా వేడెక్కకుండా మరియు మండకుండా నిరోధించే సురక్షితమైన లక్షణాన్ని అభివృద్ధి చేశారు. కాలిఫోర్నియా, శాన్ డియాగో నుండి నానో-ఇంజనీరింగ్ ప్రొఫెసర్ లియు పింగ్, "అడ్వాన్స్‌డ్ మెటీరియల్స్" మ్యాగజైన్‌లో ప్రచురించబడిన "అడ్వాన్స్‌డ్ మెటీరియల్స్" మ్యాగజైన్‌లో ఒక పత్రాన్ని ప్రచురించారు, వారి పనిని వివరంగా పరిచయం చేశారు. లిథియం మెటల్ బ్యాటరీలు పనితీరులో గొప్ప సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి, కానీ ప్రస్తుత రూపంలో విఫలం కావడం సులభం.

ఇది డెన్డ్రిటిక్ క్రిస్టల్ అని పిలువబడే సూది నిర్మాణం యొక్క పెరుగుదల కారణంగా ఉంటుంది, బ్యాటరీ ఛార్జ్ అయిన తర్వాత ఆనోడ్‌పై డెన్డ్రిమేచర్ ఏర్పడుతుంది మరియు సెపరేటర్‌ను గుచ్చుకోవచ్చు మరియు ఆనోడ్ మరియు కాథోడ్ మధ్య సెపరేటర్ ఏర్పడుతుంది. అవరోధం, శక్తి మరియు ఉష్ణ ప్రవాహాన్ని నెమ్మదిస్తుంది. ఈ అడ్డంకి నాశనమై ఎలక్ట్రాన్లు మరింత స్వేచ్ఛగా ప్రవహించగలిగినప్పుడు, అవి ఎక్కువ కేలరీలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి మరియు వస్తువులు అదుపు తప్పుతాయి, దీనివల్ల బ్యాటరీ వేడెక్కడం, విఫలం కావడం, మంటలు చెలరేగడం, పేలుడు కూడా సంభవిస్తుంది.

లిథియం మెటల్ బ్యాటరీలలో ఈ సమస్యలను వివిధ మార్గాల్లో పరిష్కరించడానికి శాస్త్రవేత్తలు ప్రయత్నిస్తున్నారు, ఇక్కడ అల్ట్రాసోనిక్ లేదా ప్రత్యేక రక్షణ పొరలు అల్ట్రాసౌండ్ లేదా ప్రత్యేక రక్షణ పొరలను కొన్ని అవకాశాల నుండి మాత్రమే ఉపయోగిస్తాయి. బ్యాటరీలోని డయాఫ్రమ్ అనే భాగాన్ని బృందం క్లియర్ చేసింది. డయాఫ్రాగమ్ అనేది పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ మరియు నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ మధ్య ఒక అవరోధం, తద్వారా బ్యాటరీ తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, బ్యాటరీలో పేరుకుపోయిన శక్తి (అంటే వేడి) నెమ్మదిగా ప్రవహిస్తుంది.

ఈ థీసిస్ యొక్క మొదటి రచయిత ఆశ్చర్యపోయాడు: "మేము బ్యాటరీ వైఫల్యాన్ని నివారించడానికి ప్రయత్నించము. మేము బ్యాటరీని మరింత సురక్షితంగా చేస్తాము, కాబట్టి అది విఫలమైనప్పుడు, బ్యాటరీ మంటలు లేదా పేలుడు సంభవించదు. లిథియం మెటల్ బ్యాటరీలు పదే పదే ఛార్జ్ చేసిన తర్వాత, ఆనోడ్ ఆనోడ్‌లో కనిపిస్తుంది.

కాలక్రమేణా, డెన్డ్రిటిక్ పెరుగుదల తగినంత పొడవుగా ఉంటుంది, డయాఫ్రాగమ్‌లోకి చొచ్చుకుపోతుంది, ఆనోడ్ మరియు కాథోడ్ మధ్య వంతెనను పెంచుతుంది, దీనివల్ల అంతర్గత షార్ట్ సర్క్యూట్‌లు ఏర్పడతాయి. ఇలా జరిగినప్పుడు, రెండు ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహం నియంత్రణ కోల్పోతుంది, దీని వలన బ్యాటరీ వేడెక్కి పనిచేయడం ఆగిపోతుంది. కాలిఫోర్నియా శాన్ డియాగో విశ్వవిద్యాలయంలోని పరిశోధనా బృందం ప్రాథమికంగా ఉపశమనం పొందింది.

ఒక వైపు పాక్షికంగా విద్యుత్ వాహక కార్బన్ నానోట్యూబ్ నెట్‌వర్క్ యొక్క పలుచని పొరను కప్పి ఉంచుతుంది, ఇది ఏదైనా డెండ్రైట్‌ల ఏర్పాటును అడ్డగించగలదు. డెన్డ్రిటిక్ డయాఫ్రాగమ్‌ను అతికించి కార్బన్ నానోట్యూబ్ నెట్‌ను తాకినప్పుడు, ఎలక్ట్రానిక్ ఒక ఛానెల్‌ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది నేరుగా కాథోడ్‌కి కాకుండా నెమ్మదిగా విడుదల అవుతుంది. గొంజాలెజ్ కొత్త బ్యాటరీ సెపరేటర్‌ను ఆనకట్టపై ఉన్న డ్రైనేజీ మార్గంతో పోలుస్తాడు.

అతను ఇలా అన్నాడు: "ఆనకట్ట బఫర్ కావడం ప్రారంభించినప్పుడు, మీరు స్పిల్ తెరిచి, కొంత నీటిని నియంత్రించదగిన రీతిలో బయటకు ప్రవహించనివ్వండి. ఈ విధంగా, ఆనకట్ట నిజంగా నిర్ణయాత్మకమైనప్పుడు, వరదలకు కారణమయ్యే నీరు ఎక్కువగా ఉండదు. ఇది మా సెపరేటర్ యొక్క ఆలోచన, ఇది ఛార్జ్ యొక్క ఉత్సర్గ వేగాన్ని బాగా తగ్గిస్తుంది, కాథోడ్‌కు ఎలక్ట్రానిక్ "వరదలు" రాకుండా చేస్తుంది.

డెన్డ్రిటిక్‌ను సెపరేటర్ యొక్క వాహక పొర అడ్డగించినప్పుడు, బ్యాటరీ డిశ్చార్జ్ కావడం ప్రారంభమవుతుంది, కాబట్టి బ్యాటరీ తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ప్రమాదకరంగా మారడానికి తగినంత శక్తి ఉండదు. "ఇతర బ్యాటరీ పరిశోధన పనులు తగినంత బలమైన పదార్థంతో డెండ్రైట్‌ల చొచ్చుకుపోవడాన్ని నిరోధించడంలో కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయి. కానీ ఈ విధానంలో ఒక సమస్య ఏమిటంటే ఇది అనివార్య ఫలితాలను మాత్రమే పొడిగిస్తుంది అని గొంజాలెజ్ అన్నారు.

ఈ సెపరేటర్లకు ఇంకా బాగా అవసరం, బ్యాటరీ పని చేయడానికి అయాన్లు వెళ్ళడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. అందువల్ల, చెట్టు చివరకు దాటినప్పుడు, షార్ట్ సర్క్యూట్ మరింత తీవ్రమవుతుంది. పరీక్షలో, కొత్త సెపరేటర్‌లో అమర్చిన లిథియం మెటల్ బ్యాటరీ 20 నుండి 30 చక్రాలలో క్రమంగా విఫలమయ్యే సంకేతాలను ప్రదర్శిస్తుంది.

అదే సమయంలో, బ్యాటరీ మరియు ఒక సాధారణ (మరియు కొంచెం మందపాటి) సెపరేటర్ ఒక చక్రంలో అకస్మాత్తుగా లోపాలను అనుభవిస్తాయి. "నిజమైన సందర్భంలో, బ్యాటరీ పాడైపోతుందని మీకు ముందస్తు హెచ్చరిక ఉండదు. మునుపటి సెకను సరే కావచ్చు, అది మంటల్లో చిక్కుకుంటుంది లేదా తదుపరి సెకనులో పూర్తిగా షార్ట్ సర్క్యూట్ అవుతుంది.

ఇది ఊహించలేనిది," అని గొంజాలెజ్ అన్నారు. "కానీ మా సెపరేటర్‌తో, మీరు ముందుగానే హెచ్చరిస్తారు, మరింత దిగజారిపోతున్నారు, మరింత దిగజారిపోతున్నారు, మరింత దిగజారిపోతున్నారు, మరింతగా పెరుగుతున్నారు," అని ఆయన అన్నారు. "ఈ అధ్యయనం యొక్క దృష్టి లిథియం మెటల్ బ్యాటరీలు అయినప్పటికీ, ఈ సెపరేటర్‌ను లిథియం అయాన్లు మరియు ఇతర బ్యాటరీ రసాయన ప్రతిచర్యలలో కూడా ఉపయోగించవచ్చని పరిశోధకులు అంటున్నారు.

సెపరేటర్ యొక్క వాణిజ్య వినియోగాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి పరిశోధన బృందం కట్టుబడి ఉంటుంది. కాలిఫోర్నియా విశ్వవిద్యాలయం శాన్ డియాగో ఈ అధ్యయనం కోసం తాత్కాలిక పేటెంట్ కోసం దరఖాస్తు చేసుకుంది.