پرڏيهي ميڊيا جي رپورٽن مطابق، يو ايس ڊپارٽمينٽ آف انرجي (DOE) جي Brookhaven National Laboratory (Brookhaven National Laboratory) ۾ تحقيق ڪندڙن جي هڪ گروپ ليٿيم ميٹل اينوڊ بيٽرين جي اندروني رد عمل جي ميڪانيزم بابت نوان تفصيل طئي ڪيا آهن. ، سستا برقي گاڏين جي بيٽرين لاء هڪ اهم قدم.

Brookhaven نيشنل ليبارٽري ۾ بيٽري محقق (تصويري جو ذريعو: Brookhaven نيشنل ليبارٽري)

Lithium anode جي remanufacturing

سمارٽ فونن کان وٺي برقي گاڏين تائين، اسان روايت ڏسي سگهون ٿا. جيتوڻيڪ ليتيم بيٽرين ڪيترن ئي ٽيڪنالاجيز کي وڏي پيماني تي استعمال ڪرڻ جي قابل بڻائي ڇڏيو آهي، اهي اڃا تائين برقي گاڏين لاء ڊگهي فاصلي جي طاقت فراهم ڪرڻ ۾ چئلينج کي منهن ڏئي رهيا آهن.

بيٽري 500، يو ايس ڊپارٽمينٽ آف انرجي جي پئسفڪ نارٿ ويسٽ نيشنل ليبارٽري (PNNL) ۽ يو ايس ڊپارٽمينٽ آف انرجي پاران فنڊ ڪيل يونيورسٽي جي محققن جي اڳواڻي ۾ اتحاد جو مقصد 500Wh/kg جي توانائي جي کثافت سان بيٽري سيل ٺاهڻ جو مقصد آهي. ٻين لفظن ۾، اها اڄ جي جديد ترين بيٽرين جي توانائي جي کثافت کان ٻه ڀيرا آهي. انهي جي پڇاڙيء ۾، اتحاد بيٽرين تي ڌيان ڏئي ٿو ليتيم ڌاتو اينوڊس مان ٺهيل.

ليتيم ڌاتو بيٽريون ليتيم ڌاتو استعمال ڪن ٿيون انوڊ طور. ان جي ابتڙ، گهڻيون ليتيم بيٽريون گريفائٽ کي انوڊ طور استعمال ڪن ٿيون. “ليٿيم انوڊ بيٽري 500 توانائي جي کثافت جي مقصد تائين پهچڻ ۾ اهم عنصرن مان هڪ آهي،” محقق چيو. “فائدو اهو آهي ته توانائي جي کثافت موجوده بيٽرين جي ڀيٽ ۾ ٻه ڀيرا آهي. پهريون، anode جي مخصوص گنجائش تمام اعلي آهي؛ ٻيو، توهان وٽ هڪ اعلي وولٽيج جي بيٽري ٿي سگهي ٿي، ۽ ٻنهي جي ميلاپ ۾ وڌيڪ توانائي جي کثافت ٿي سگهي ٿي.

سائنسدانن ڊگهي لٿيم anodes جي فائدن کي تسليم ڪيو آهي؛ حقيقت ۾، ليتيم ڌاتو انوڊ پهريون انوڊ آهي جيڪو بيٽري ڪيٿوڊ سان ملائي ٿو. جڏهن ته، انوڊ جي “ريورسيبلٽي” جي کوٽ جي ڪري، اهو آهي، هڪ موٽڻ واري برقي ڪيميائي رد عمل ذريعي چارج ڪرڻ جي صلاحيت، بيٽري جي محققن ليٿيم بيٽري ٺاهڻ لاء ليٿيم ميٽيل انوڊس جي بدران گريفائٽ انوڊس کي استعمال ڪندي ختم ڪيو.

هاڻي، ڏهاڪن جي ترقي کان پوء، محقق ليتيم بيٽرين جي حدن کي دٻائڻ لاء هڪ پٺتي پيل ليتيم ميٽيل انوڊ محسوس ڪرڻ لاءِ پراعتماد آهن. اهم انٽرفيس آهي، مضبوط مادي پرت جيڪا بيٽري جي اليڪٽرروڊس تي اليڪٽررو ڪيميڪل رد عمل دوران ٺاهيندي آهي.

“جيڪڏهن اسان هن انٽرفيس کي مڪمل طور تي سمجهي سگهون ٿا، اهو مواد جي ڊيزائن لاء اهم هدايت فراهم ڪري سگهي ٿو ۽ ريورسبل ليتيم انوڊس جي تعمير،” محقق چيو. “پر هن انٽرفيس کي سمجهڻ ڪافي هڪ چيلنج آهي ڇو ته اهو مواد جي تمام ٿلهي پرت آهي، صرف چند نانو ميٽر ٿلهي، ۽ اهو هوا ۽ نمي لاءِ حساس آهي، تنهنڪري نموني کي هٿ ڪرڻ مشڪل آهي.”

هي انٽرفيس NSLS-II ۾ نظر اچي ٿو

انهن چئلينجن کي حل ڪرڻ ۽ انٽرفيس جي ڪيميائي ساخت ۽ ساخت کي ”ڏسڻ“ لاءِ، محققن نيشنل سنڪروٽران تابڪاري لائٽ سورس II (NSLS-II) استعمال ڪيو، جيڪو بروڪاوين نيشنل ليبارٽري جي DOE سائنس آفيس جي صارف سهولت آهي، سپر روشن ايڪس ري ائٽمي اسڪيل تي انٽرفيس جي مادي خاصيتن جو مطالعو ڪرڻ لاءِ.

nSLS-II جي ترقي يافته صلاحيتن کي استعمال ڪرڻ کان علاوه، ٽيم کي هڪ بيم لائن (تجرباتي اسٽيشن) استعمال ڪرڻ جي ضرورت آهي جيڪا انٽرفيس جي سڀني حصن کي ڳولي سگهي ٿي، ۽ ڪرسٽل لائن کي ڳولڻ لاء اعلي توانائي (مختصر طول موج) ايڪس ري استعمال ڪندي. ۽ بيڪار مرحلو.

“ڪيمسٽري ٽيم ايڪس پي ڊي ملٽي موڊ اپروچ کي اختيار ڪيو، بيم لائن پاران مهيا ڪيل ٻه مختلف ٽيڪنڪ استعمال ڪندي، ايڪس ري ڊفريشن (XRD) ۽ تقسيم فنڪشن (PDF) تجزيو،” محقق چيو. “XRD ڪرسٽل مرحلن جو مطالعو ڪري سگهي ٿو، ۽ PDF غير معمولي مرحلن جو مطالعو ڪري سگهي ٿو.”

XRD ۽ PDF تجزيي دلچسپ نتيجا ظاهر ڪيو: ليتيم هائيڊروڊ (LiH) انٽرفيس ۾ موجود آهي. ڏهاڪن تائين، سائنسدان انٽرفيس ۾ LiH جي وجود بابت بحث ڪري رهيا آهن، بنيادي رد عمل جي ميڪانيزم جي باري ۾ غير يقيني صورتحال پيدا ڪري ٿي جيڪا انٽرفيس ٺاهي ٿي.

“LiH ۽ lithium fluoride (LiF) بلڪل ساڳيا ڪرسٽل ڍانچي آهن. LiH جي دريافت بابت اسان جي دعويٰ تي ڪجهه ماڻهن کان سوال اٿاريا ويا آهن جن کي يقين آهي ته اسان LiH لاءِ LiF کي غلط سمجهون ٿا، “محقق چيو.

مطالعي ۾ شامل تڪرار ۽ LiH کي LiF کان ڌار ڪرڻ جي ٽيڪنيڪل چئلينجن کي نظر ۾ رکندي، تحقيقي ٽيم فيصلو ڪيو ته LiH جي وجود لاءِ ثبوت جا ڪيترائي ٽڪرا مهيا ڪيا وڃن، بشمول هوا جي نمائش جا تجربا ڪرڻ.

“محقق چيو: “LiF هوا ۾ مستحڪم آهي، پر LiH غير مستحڪم آهي. جيڪڏهن اسان انٽرفيس کي نم هوا ڏانهن ظاهر ڪريون ٿا، ۽ جيڪڏهن مرڪب جو مقدار وقت سان گڏ گهٽجي وڃي ٿو، اسان تصديق ڪري سگهون ٿا ته اسان واقعي LiH ڏسي رهيا آهيون، LiF نه، ۽ اهو LiF آهي. LiH کان LiF ۾ فرق ڪرڻ جي مشڪل ۽ هوا جي نمائش جو تجربو اڳ ۾ ڪڏهن به نه ڪيو ويو آهي، LiH گهڻو ڪري ڪيترن ئي ادب جي رپورٽن ۾ LiF لاءِ غلط هجڻ جو امڪان آهي، يا اهو هڪ خشڪ ماحول ۾ LiH جي خراب ٿيڻ جي ڪري نه ڏٺو ويو آهي. ”

محقق جاري رهي. “PNNL پاران ڪيل نموني تيار ڪرڻ جو ڪم هن تحقيق لاء اهم آهي. اسان کي شڪ آهي ته ڪيترائي ماڻهو LiH کي سڃاڻڻ ۾ ناڪام ٿي ويا آهن ڇاڪاڻ ته انهن جا نمونا تجربي کان اڳ خشڪ ماحول ۾ سامهون آيا هئا. جيڪڏهن توهان نموني گڏ نه ڪيو آهي صحيح طريقي سان، نمونن ۽ شپنگ نموني کي سيل ڪريو، توهان شايد LiH کي وڃايو. ”

LiH جي وجود جي تصديق ڪرڻ کان علاوه، ٽيم پڻ LiF جي چوڌاري هڪ ٻيو ڊگهو اسرار حل ڪيو. LiF ڊگهي عرصي کان انٽرفيس جو هڪ فائدي وارو حصو سمجهيو ويو آهي، پر ڪو به مڪمل طور تي سبب سمجهي نٿو سگهي. ٽيم انٽرفيس اندر LiF جي ساخت جي فرق کي طئي ڪيو ۽ خود LiF جي اڪثر ساختي فرقن کي، ۽ ڏٺائين ته اڳوڻي انوڊ ۽ ڪيٿوڊ جي وچ ۾ ليتيم آئنز جي ٽرانسپورٽ کي وڌايو.

بيٽري سائنسدانن کان Brookhaven نيشنل ليبارٽري، ٻين قومي ليبارٽريون، ۽ يونيورسٽيون تعاون جاري. محقق چيو ته اهي نتيجا ليتيم ميٽيل انوڊس جي ترقي لاءِ تمام ضروري عملي رهنمائي فراهم ڪندا.