ලිතියම් අයන බැටරිවල ඉලෙක්ට්රෝලය ලෙස ද්රව ස්ඵටික මගින් ස්ථායී ලිතියම් ලෝහ සෛල නිර්මාණය කිරීමට හැකි වේද?
අන්තර්ගතය
Carnegie Mellon විශ්ව විද්‍යාලයේ රසවත් අධ්‍යයනයක්. ලිතියම්-අයන සෛලවල ශක්ති ඝනත්වය, ස්ථායීතාවය සහ ආරෝපණ ධාරිතාව වැඩි කිරීම සඳහා ද්රව ස්ඵටික භාවිතා කිරීමට විද්‍යාඥයින් යෝජනා කර ඇත. කාර්යය තවමත් දියුණු වී නැත, එබැවින් අපි ඒවා අවසන් කිරීමට අවම වශයෙන් වසර පහක් බලා සිටිමු - හැකි නම්.
ද්රව ස්ඵටික සංදර්ශක විප්ලවීය වෙනසක් කර ඇත, දැන් ඒවාට බැටරි වලට උදව් කළ හැකිය
පටුන
- ද්රව ස්ඵටික සංදර්ශක විප්ලවීය වෙනසක් කර ඇත, දැන් ඒවාට බැටරි වලට උදව් කළ හැකිය
- ද්රව ඝන ඉලෙක්ට්රෝලය ලබා ගැනීම සඳහා උපක්රමයක් ලෙස ද්රව ස්ඵටික
කෙටියෙන් කිවහොත්: ලිතියම්-අයන සෛල නිෂ්පාදකයින් දැනට සෛලවල ශක්ති ඝනත්වය වැඩි කිරීමට උත්සාහ කරමින් සිටින්නේ, උදාහරණයක් ලෙස, ඉහළ ආරෝපණ බලයකදී ස්ථායීතාව වැඩි දියුණු කිරීම ඇතුළුව, සෛල ක්‍රියාකාරිත්වය පවත්වා ගැනීම හෝ වැඩිදියුණු කිරීම ය. අදහස වන්නේ බැටරි සැහැල්ලු, ආරක්ෂිත සහ නැවත ආරෝපණය කිරීම වේගවත් කිරීමයි. ටිකක් වේගවත්-ලාභ-හොඳ ත්‍රිකෝණය වගේ.
සෛලවල නිශ්චිත ශක්තිය (1,5-3 ගුණයකින්) සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කිරීමට එක් ක්රමයක් වන්නේ ලිතියම් ලෝහ (Li-metal) වලින් සාදන ලද ඇනෝඩ භාවිතා කිරීමයි.... පෙර මෙන් කාබන් හෝ සිලිකන් නොවේ, නමුත් සෛලයේ ධාරිතාවට සෘජුවම වගකිව යුතු මූලද්‍රව්‍යයක් වන ලිතියම්. ගැටළුව වන්නේ මෙම විධිවිධානය ඉක්මනින් ලිතියම් ඩෙන්ඩ්රයිට්, ලෝහ නෙරා යාම නිසා කාලයත් සමඟ ඉලෙක්ට්රෝඩ දෙක සම්බන්ධ කර ඒවාට හානි කිරීමයි.
ද්රව ඝන ඉලෙක්ට්රෝලය ලබා ගැනීම සඳහා උපක්රමයක් ලෙස ද්රව ස්ඵටික
ලිතියම් අයන ගලා යාමට ඉඩ සලසන නමුත් ඝන ව්‍යුහයන් වර්ධනය වීමට ඉඩ නොදෙන බාහිර කවචයක් සෑදීම සඳහා විවිධ ද්‍රව්‍යවල ඇනෝඩ ඇසුරුම් කිරීමේ කටයුතු දැනට සිදු වෙමින් පවතී. ගැටලුවට විභව විසඳුමක් ද ඝන ඉලෙක්ට්රෝලය භාවිතා කිරීමයි - ඩෙන්ඩ්රයිට් වලට විනිවිද යාමට නොහැකි බිත්තියකි.
Carnegie Mellon විශ්වවිද්‍යාලයේ විද්‍යාඥයෝ වෙනස් ප්‍රවේශයක් ගත්හ. ඔප්පු කරන ලද ද්රව විද්‍යුත් විච්ඡේදක සමඟ රැඳී සිටීමට ඔවුන්ට අවශ්‍ය නමුත් ද්රව ස්ඵටික මත පදනම් වේ. ද්රව ස්ඵටික යනු ද්රව සහ ස්ඵටික අතර අඩක් ඇති ව්‍යුහයන්ය, එනම් ඇණවුම් ව්යුහයක් සහිත ඝන ද්‍රව්‍ය වේ. ද්රව ස්ඵටික ද්රව වේ, නමුත් ඒවායේ අණු ඉතා ඉහළ අනුපිළිවෙලක් ඇත (මූලාශ්‍රය).
අණුක මට්ටමින්, ද්රව ස්ඵටික ඉලෙක්ට්රෝලයක ව්යුහය හුදෙක් ස්ඵටික ව්යුහයක් වන අතර එමගින් ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය අවහිර කරයි. කෙසේ වෙතත්, අපි තවමත් ද්රවයක් සමඟ කටයුතු කරමින් සිටිමු, එනම් ඉලෙක්ට්රෝඩ අතර අයන ගලා යාමට ඉඩ සලසන අදියරකි. ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය අවහිර වී ඇත, බර පැටවිය යුතුය.
මෙය අධ්‍යයනයේ සඳහන් කර නැත, නමුත් ද්රව ස්ඵටික වලට තවත් වැදගත් අංගයක් ඇත: ඒවාට වෝල්ටීයතාවයක් යෙදූ පසු, ඒවා නිශ්චිත අනුපිළිවෙලකට සකස් කළ හැකිය (උදාහරණයක් ලෙස, මෙම වචන සහ කළු අතර මායිම දෙස බැලීමෙන් ඔබට පෙනෙන පරිදි. අකුරු සහ සැහැල්ලු පසුබිමක්). එබැවින් සෛලය ආරෝපණය වීමට පටන් ගන්නා විට, ද්රව ස්ඵටික අණු වෙනත් කෝණයකින් ස්ථානගත කර ඉලෙක්ට්රෝඩ වලින් ඩෙන්ඩ්රිටික් තැන්පතු "සීරීමට" සිදු විය හැක.
දෘශ්‍යමය වශයෙන්, මෙය වාතාශ්‍රය කුහරයේ පියන වැසීමට සමාන වනු ඇත.
තත්වයේ අවාසිය නම් එයයි Carnegie Mellon විශ්වවිද්‍යාලය නව විද්‍යුත් විච්ඡේදක පිළිබඳ පර්යේෂණ ආරම්භ කර ඇත... ඔවුන්ගේ ස්ථායීතාවය සාම්ප්රදායික ද්රව ඉලෙක්ට්රෝටේට් වලට වඩා අඩු බව දැනටමත් දන්නා කරුණකි. සෛල ක්ෂය වීම වේගයෙන් සිදු වන අතර, මෙය අපට උනන්දුවක් දක්වන දිශාව නොවේ. කෙසේ වෙතත්, කාලයත් සමඟ ගැටළුව විසඳා ගත හැකිය. එපමනක් නොව, දශකයේ දෙවන භාගයට වඩා පෙර ඝන තත්වයේ සංයෝගවල පෙනුම අපි අපේක්ෂා නොකරමු:
> LG Chem ඝන තත්වයේ සෛල තුළ සල්ෆයිඩ් භාවිතා කරයි. ඝන ඉලෙක්ට්රෝලය වාණිජකරණය 2028 ට පෙර නොවේ
හඳුන්වාදීමේ ඡායාරූපය: අන්වීක්ෂීය ලිතියම් අයන සෛලයක ඉලෙක්ට්‍රෝඩය මත ලිතියම් ඩෙන්ඩ්රයිට් සෑදී ඇත. ඉහළින් ඇති විශාල අඳුරු රූපය දෙවන ඉලෙක්ට්රෝඩයයි. ලිතියම් පරමාණුවල ආරම්භක "බුබුල" යම් අවස්ථාවක දී ඉහළට නැඟී එන ඩෙන්ඩ්රයිට් (c) PNNL Unplugged / YouTube හි පදනම වන "විස්කර්" නිර්මාණය කරයි:
මෙය ඔබට උනන්දු විය හැකිය:
