Otu n’ime ihe isi ike na imegharị ihe bụ na ọnụ ahịa nke ihe ahụ n’onwe ya dị ala, na usoro ịmegharị ihe adịghị ọnụ ala. Teknụzụ ọhụrụ na-atụ anya ịkwalite nrụpụta nke batrị lithium site n’ịbelata ụgwọ ọrụ yana iji ihe ndị na-eme enyi na gburugburu ebe obibi.

Usoro ọgwụgwọ ọhụrụ nwere ike iweghachi ihe cathode ejiri mee ihe n’ọnọdụ mbụ ya, na-ebelata ego eji emegharị ihe. Ndị nanoengineers mebere na Mahadum California, San Diego, teknụzụ dị mma na gburugburu ebe obibi karịa usoro eji eme ugbu a. Ọ na-eji akụrụngwa na-acha akwụkwọ ndụ akwụkwọ ndụ, na-ebelata oriri ume site na pasent 80 ruo 90, ma na-ebelata ikuku gas na-esi na pasent 75.

Ndị nchọpụta ahụ na-akọwa ọrụ ha na akwụkwọ e bipụtara Nov. 12 na Joule.

Usoro a kacha mma maka cathodes mere nke lithium iron phosphate (LFP). Batrị cathode LFP dị ọnụ ala karịa batrị lithium ndị ọzọ n’ihi na ha anaghị eji ọla dị oké ọnụ ahịa dị ka cobalt ma ọ bụ nickel. Batrị LFP na-adịkwa ogologo karịa ma dịkwa nchebe. A na-eji ha eme ihe n’ọtụtụ ebe na ngwaọrụ ọkụ, ụgbọ ala eletrik na grids ọkụ. Ụdị Tesla 3 na-ejikwa batrị LFP.

“N’ịtụle uru ndị a, batrị LFP ga-enwe uru asọmpi karịa batrị lithium ndị ọzọ na ahịa,” ka Zheng Chen, onye prọfesọ nke nanoengineering na Mahadum California, San Diego kwuru.

Ọ nwere nsogbu ọ bụla? “Ọ bụghị ọnụ ahịa iji megharịa batrị ndị a.” Chen kwuru, “Ọ na-eche otu nsogbu ahụ ihu dị ka plastik – ihe ahụ n’onwe ya dị ọnụ ala, mana ụzọ isi megharịa ya abụghị ọnụ ala,” Chen kwuru.

Teknụzụ nrụpụta ọhụrụ nke Chen na ndị otu ya mepụtara nwere ike ibelata ọnụ ahịa ndị a. Nkà na ụzụ na-arụ ọrụ na okpomọkụ dị ala (60 ruo 80 degrees Celsius) na nrụgide ambient, ya mere ọ na-eri obere ọkụ eletrik karịa ụzọ ndị ọzọ. Ọzọkwa, kemịkalụ ọ na-eji, dị ka lithium, nitrogen, mmiri, na citric acid, dị ọnụ ala ma dịkwa nro.

“A na-eme usoro ịmegharị ihe niile n’okpuru ọnọdụ nchekwa dị oke mma, yabụ anyị achọghị usoro nchekwa ọ bụla ma ọ bụ akụrụngwa pụrụ iche,” ka Pan Xu, onye na-eduzi ọmụmụ ihe na onye nyocha postdoctoral na ụlọ nyocha Chen kwuru. Ya mere ọnụ ahịa nrụpụta batrị anyị ji dị ala. ”

Nke mbụ, ndị nchọpụta ahụ megharịrị batrị LFP ruo mgbe ha tụfuru ọkara nke ikike nchekwa ha. Ha gbasachara batrị ahụ, chịkọta ntụ ntụ cathode ya, tinye ya na ngwọta nke nnu lithium na citric acid. Na-esote, ha na-asa ihe ngwọta na mmiri ma kwe ka ntụ ntụ kpoo tupu kpoo ya.

Ndị nchọpụta ahụ jiri ntụ ntụ mee katodes ọhụrụ, nke a nwalere na sel bọtịnụ na obere akpa. Ya electrochemical arụmọrụ, chemical mejupụtara na Ọdịdị na-kpamkpam eweghachiri na mbụ ala.

Ka batrị na-aga n’ihu na-emegharị ya, cathode na-enwe mgbanwe nhazi abụọ dị mkpa nke na-ebelata ọrụ ya. Nke mbụ bụ mfu nke ion lithium, nke na-etolite oghere na nhazi cathode. Nke abụọ, mgbanwe nhazi ọzọ mere mgbe ígwè na ion lithium dị na nhazi kristal gbanwere ebe. Ozugbo nke ahụ mere, ions enweghị ike ịgbanwe ngwa ngwa azụ, yabụ ion lithium na-arapara n’ahụ ma enweghị ike ịgbagharị na batrị ahụ.

Usoro ọgwụgwọ a tụrụ aro n’ọmụmụ ihe a na-ebu ụzọ mejupụta ion lithium, ka ion ígwè na ion lithium wee nwee ike gbanwee ngwa ngwa n’ọnọdụ mbụ ha, si otú ahụ weghachite nhazi nke cathode. Nzọụkwụ nke abụọ bụ iji citric acid, nke na-arụ ọrụ dị ka onye na-ebelata ego iji nye electrons nye ihe ọzọ. Ọ na-ebufe electrons na ion ígwè, na-ebelata ụgwọ ha dị mma. Nke a na-ebelata mkparị elektrọn ma gbochie ion ígwè ịlaghachi n’ọnọdụ mbụ ha na nhazi kristal, ebe ha na-ahapụ ion lithium azụ n’ime okirikiri.

Ọ bụ ezie na oriri ume n’ozuzu nke usoro ịmegharị ihe dị ntakịrị, ndị nchọpụta na-ekwu na ọ dị mkpa nyocha ọzọ na ngwa ngwa nke ịnakọta, ibugharị na ikpochapụ nnukwu batrị.

“Ihe ịma aka na-esote bụ ịchọpụta ka esi ebuli usoro ngwa ngwa ndị a.” Chen kwuru, “Nke a ga-eweta teknụzụ imegharị ihe anyị otu nzọụkwụ nso na ngwa mmepụta ihe,” Chen kwuru.