Чи можна продовжити термін служби літій-іонної батареї, додавши водневий елемент?

作者：Iflowpower – Kaasaskantava elektrijaama tarnija

Дослідники Національної лабораторії Raunns Rifo Moore (LLNL) виявили, що ємність батареї можна значно покращити, якщо до електродів літій-іонної батареї додати водневий елемент, що збільшить час роботи та прискорить операції передачі. Літій-іонна батарея є типом акумуляторної батареї, і іон літію переміщується від батареї до позитивного електрода під час розряду, а іон літію з позитивного електрода повертається до негативного електрода під час заряджання. Літій-іонна батарея є типом акумуляторної батареї, і іон літію переміщується від батареї до позитивного електрода під час розряду, а іон літію з позитивного електрода повертається до негативного електрода під час заряджання.

Літій-іонні батареї мають кілька ключових характеристик, напругу та щільність енергії, продуктивність цих характеристик остаточно визначається комбінацією іонів літію та матеріалів електродів. У структурі електрода тонкі зміни в хімічному складі та формах можуть суттєво вплинути на міцність зв’язку іонів літію. تجربات اور حسابات کے ذریعے، لیورمور نیشنل لیب کے تحقیقی موجدوں نے پایا کہ لیتھیم آئن بیٹری میں، ہائیڈروجن سے علاج شدہ گرافین فوم الیکٹروڈ زیادہ صلاحیت اور تیز تر ترسیل کی صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے۔

LLNL میٹریل سائنس دان موریسوانگ نے کہا کہ "یہ نتائج کوالٹی تجزیہ فراہم کرتے ہیں، جو گرافین مواد پر مبنی ہائی پاور الیکٹروڈز کو ڈیزائن کرنے میں مدد کرتا ہے۔" وہ نیچرل سائنس رپورٹ (NatureScientificReports Journal) میں شائع ہونے والے اس کے مصنفین میں سے ایک ہیں۔ توانائی ذخیرہ کرنے والے عناصر کے تجارتی استعمال میں گیلین مواد، بشمول لیتھیم آئن بیٹریاں اور سپر کیپیسیٹرز، اس مواد کو کم لاگت کے ساتھ پیدا کرنے کی صلاحیت کو سنجیدگی سے متاثر کرتا ہے۔

عام طور پر استعمال شدہ کیمیائی ترکیب کا طریقہ آخر کار ہائیڈروجن ایٹموں کی ایک بڑی تعداد کو چھوڑ دے گا، جس سے گرافین کی الیکٹرو کیمیکل کارکردگی کے اثرات کا تعین کرنا مشکل ہے۔ لیورمور لیب کے محققین کے تجربات سے پتہ چلا ہے کہ ہائیڈروجن عنصر جان بوجھ کر اناج سے بھرپور گرافین کے بنیادی درجہ حرارت کے علاج کو بہتر بناتا ہے، جو درحقیقت شرح کی صلاحیت کو بہتر بنا سکتا ہے۔ ہائیڈروجن عنصر کے نقائص اور گرافین میں نقائص کے بعد، چھوٹا سوراخ کھول دیا جاتا ہے، جو لیتھیم آئنوں کو آسانی سے گھسنے کے لیے فروغ دے سکتا ہے، اس طرح ترسیل کی شرح میں بہتری آتی ہے۔

نئے کنارے سے منسلک لتیم آئن کے ذریعے زیادہ سائیکل کی صلاحیت فراہم کی جا سکتی ہے (زیادہ تر ہائیڈروجن عنصر پر عمل کرنے کا امکان ہے)۔ لیورمور لیبارٹری میٹریلز سائنس کے پوسٹ ڈاکیٹرل محقق اور تحقیقی مقالوں کے اہم مصنف نے کہا کہ "الیکٹروڈ کی کارکردگی میں بہتری ایک اہم پیش رفت ہے، جو حقیقی دنیا کی مزید ایپلی کیشنز کو کھول سکتی ہے۔" گرافین کی لتیم آئن ذخیرہ کرنے کی خصوصیات میں ہائیڈروجنیشن اور ہائیڈروجنیشن نقائص کے استعمال کے لیے درخواست دینے کے لیے، محققین نے اس کے 3D گرافین نینو فوم (GNF) کی الیکٹرو کیمیکل خصوصیات پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے، بائنڈنگ ہائیڈروجن عنصر کے ذریعے بے نقاب گرمی کے علاج کے مختلف حالات کا اطلاق کیا۔

ناقص گرافین پر مشتمل ہے۔ محققین 3D گریفائٹ نینو فوم کا استعمال کرتے ہیں کیونکہ اس میں متعدد ممکنہ ایپلی کیشنز ہیں، جن میں ہائیڈروجن اسٹوریج، کیٹالیسس، فلٹریشن، موصلیت، توانائی جذب، کیپیسیٹینس ڈیسل، سپر کیپیسیٹرز اور لیتھیم آئن بیٹریاں وغیرہ شامل ہیں۔ گرافین 3D فوم غیر چپکنے والی چپکنے والی کی خصوصیات زیادہ پیچیدہ نہیں ہوسکتی ہیں کیونکہ اضافی زیادہ پیچیدہ ہے، اور اس طرح میکانزم کی تحقیق کے لئے ایک مثالی انتخاب کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے.

"ہم نے پایا کہ ہائیڈروجن عنصر کے علاج کے بعد، گریفائٹ اولی فوم الیکٹروڈ میں نمایاں پیش رفت ہوئی ہے۔ اس تجربے کے امتزاج کے ساتھ، ہم نقائص اور ہائیڈروجن محلول کے درمیان لطیف تعاملات اور پیشرفت کو ٹریک کریں گے۔ گرافین کیمسٹری اور مورفولوجی میں کچھ چھوٹی تبدیلیوں کے نتائج کے جواب میں، کارکردگی میں حیران کن اہم اثرات لانا ممکن ہے، "ایل ایل این ایل کے محققین کے پاس اس تحقیق کے ایک اور مصنف بھی ہیں" برینڈن ووڈ۔

اس تحقیق کے مطابق، اس کنٹرول شدہ ہائیڈروجن عنصر کا علاج دیگر گرافین پر مبنی اینوڈ مواد میں بھی استعمال کیا جا سکتا ہے تاکہ آپٹمائزڈ لیتھیم آئن ٹرانسمیشن اور ری سائیکلیبل اسٹوریج ایپلی کیشنز حاصل کی جا سکیں۔