ፈጣን እና ረጅም ጊዜ የሚቆዩ የቀጣይ ትውልድ ባትሪዎችን እድገት ለመምራት የሚያስችል ዘዴ

ንፁህ እና ቀልጣፋ የኢነርጂ ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች ታዳሽ የኃይል መሠረተ ልማት ለመመስረት አስፈላጊ ናቸው።የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች በግላዊ ኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች ውስጥ የበላይ ናቸው, እና ለታማኝ የፍርግርግ-ደረጃ ማከማቻ እና የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ተስፋ ሰጪ እጩዎች ናቸው.ነገር ግን፣ የክፍያ መጠኖቻቸውን እና ጥቅም ላይ የሚውለውን የህይወት ዘመናቸውን ለማሻሻል ተጨማሪ ልማት ያስፈልጋል።

ለእንደዚህ አይነት ፈጣን ባትሪዎች እና ረጅም ጊዜ የሚቆዩ ባትሪዎች እድገትን ለመርዳት ሳይንቲስቶች በኦፕሬቲንግ ባትሪው ውስጥ የሚከሰቱትን ሂደቶች መረዳት መቻል አለባቸው, የባትሪውን አፈፃፀም ውስንነት ለመለየት.በአሁኑ ጊዜ የነቃ የባትሪ ቁሳቁሶችን በሚሠሩበት ጊዜ በዓይነ ሕሊናዎ ማየት የተራቀቁ የሲንክሮሮን ኤክስሬይ ወይም የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፒ ቴክኒኮችን ይጠይቃል፣ ይህም አስቸጋሪ እና ውድ ሊሆን ይችላል፣ እና ብዙ ጊዜ በፍጥነት በሚሞሉ ኤሌክትሮዶች ቁሳቁሶች ላይ የሚከሰቱ ፈጣን ለውጦችን ለመያዝ በፍጥነት መሳል አይችሉም።በውጤቱም፣ በነጠላ ንቁ ቅንጣቶች ርዝመት እና ለንግድ ነክ በሆኑ ፈጣን የኃይል መሙያ መጠኖች ላይ ያለው የ ion ተለዋዋጭነት በአብዛኛው ገና አልተመረመረም።

የካምብሪጅ ዩኒቨርሲቲ ተመራማሪዎች የሊቲየም-አዮን ባትሪዎችን ለማጥናት ዝቅተኛ ዋጋ ያለው የላብራቶሪ-ተኮር ኦፕቲካል ማይክሮስኮፕ ዘዴን በማዘጋጀት ይህንን ችግር አሸንፈዋል.በአሁኑ ጊዜ በጣም ፈጣን ኃይል ከሚሞሉ የአኖድ ቁሶች መካከል የሆነውን የNb14W3O44 ቅንጣቶችን መርምረዋል።የሚታይ ብርሃን ወደ ባትሪው በትንሽ መስታወት መስኮት ይላካል, ተመራማሪዎቹ ተለዋዋጭ ሂደቱን በንቁ ቅንጣቶች ውስጥ, በእውነተኛ ጊዜ, በተጨባጭ ሚዛናዊ ባልሆኑ ሁኔታዎች ውስጥ እንዲመለከቱ ያስችላቸዋል.ይህ በፊት-እንደ ሊቲየም-ማጎሪያ ቅልመት በእያንዳንዱ ንቁ ቅንጣቶች ውስጥ የሚንቀሳቀሱ ገልጧል, በዚህም ምክንያት ውስጣዊ ውጥረት አንዳንድ ቅንጣቶች እንዲሰበሩ አድርጓል.ቅንጣቢ ስብራት የባትሪውን የማከማቸት አቅም ስለሚቀንስ ወደ ኤሌክትሪክ መቆራረጥ ሊያመራ ስለሚችል የባትሪዎች ችግር ነው።የካምብሪጅ ካቨንዲሽ ላቦራቶሪ ተባባሪ ደራሲ የሆኑት ዶ/ር ክሪስቶፍ ሽኔደርማን “እንዲህ ያሉት ድንገተኛ ክስተቶች በባትሪው ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራሉ፣ ነገር ግን ከአሁን በፊት በእውነተኛ ጊዜ ሊታዩ አይችሉም” ብለዋል።

የኦፕቲካል ማይክሮስኮፒ ቴክኒኩ ከፍተኛ-የተሰራ ችሎታዎች ተመራማሪዎቹ ብዙ ቁጥር ያላቸውን ቅንጣቶች እንዲመረምሩ አስችሏቸዋል ፣ይህም የቅንጣት መሰንጠቅ በከፍተኛ የመርሳት መጠን እና በረጅም ቅንጣቶች ውስጥ በጣም የተለመደ መሆኑን ያሳያል።በካምብሪጅ ካቨንዲሽ ላቦራቶሪ እና ኬሚስትሪ ዲፓርትመንት የፒኤችዲ እጩ የመጀመሪያ ደራሲ አሊስ ሜሪዌዘር “እነዚህ ግኝቶች በዚህ ክፍል ውስጥ የሚገኙትን ቅንጣት ስብራት እና የአቅም መጥፋትን ለመቀነስ በቀጥታ የሚተገበሩ የንድፍ መርሆዎችን ያቀርባሉ።

ወደ ፊት ስንሄድ፣ የስልቱ ቁልፍ ጥቅሞች - ፈጣን መረጃን ማግኘት፣ ነጠላ ቅንጣትን መፍታት እና ከፍተኛ የውጤት አቅምን ጨምሮ - ባትሪዎች ሲሳኩ ምን እንደሚፈጠር እና እንዴት መከላከል እንደሚቻል የበለጠ ማሰስ ያስችላል።ዘዴው ማንኛውንም አይነት የባትሪ ቁሳቁሶችን ለማጥናት ሊተገበር ይችላል, ይህም በሚቀጥለው ትውልድ ባትሪዎች እድገት ውስጥ አስፈላጊ የእንቆቅልሽ ክፍል ያደርገዋል.