Технологияҳои тоза ва самараноки нигоҳдории энергия барои таъсиси инфрасохтори энергияи барқароршаванда муҳим мебошанд.Батареяҳои литий-ионӣ аллакай дар дастгоҳҳои электронии шахсӣ бартарӣ доранд ва номзадҳои умедбахш барои нигоҳдории боэътимоди сатҳи шабакавӣ ва мошинҳои барқӣ мебошанд.Бо вуҷуди ин, рушди минбаъда барои беҳтар кардани суръати пуркунии онҳо ва мӯҳлати истифодаашон зарур аст.
Барои кӯмак ба таҳияи чунин батареяҳои тезтар барқгиранда ва дарозмуддат, олимон бояд равандҳои дар дохили батареяи коркунандаро дарк кунанд ва маҳдудиятҳои кори батареяро муайян кунанд.Дар айни замон, визуализатсияи маводи фаъоли батарея ҳангоми корашон усулҳои мураккаби синхротронӣ ё микроскопияи электрониро талаб мекунад, ки метавонанд душвор ва гарон бошанд ва аксар вақт барои гирифтани тағироти зуд дар маводи электродҳои зуд барқгиранда ба таври кофӣ тасвир карда наметавонанд.Дар натиҷа, динамикаи ионҳо дар миқёси дарозии зарраҳои фаъоли инфиродӣ ва бо суръати аз ҷиҳати тиҷорӣ дахлдори пуркунандаи барқ ба таври васеъ омӯхта нашудааст.
Муҳаққиқони Донишгоҳи Кембриҷ ин мушкилотро тавассути таҳияи як усули камхарҷи микроскопияи оптикии лабораторӣ барои омӯзиши батареяҳои литий-ионӣ бартараф карданд.Онҳо зарраҳои инфиродии Nb14W3O44-ро, ки то имрӯз яке аз маводи тезтар пуркунандаи анод мебошад, тафтиш карданд.Нури намоён ба батарея тавассути тирезаи хурди шишагӣ фиристода мешавад, ки ба тадқиқотчиён имкон медиҳад, ки раванди динамикиро дар дохили зарраҳои фаъол, дар вақти воқеӣ, дар шароити воқеии ғайримувозинат тамошо кунанд.Ин нишон дод, ки градиентҳои консентратсияи пешинамонанди литий, ки тавассути зарраҳои фаъоли инфиродӣ ҳаракат мекунанд, дар натиҷа шиддати дохилӣ, ки боиси шикастани баъзе зарраҳо гардид.Шикастани зарраҳо барои батареяҳо мушкил аст, зеро он метавонад ба ҷудошавии барқии порчаҳо оварда расонад ва қобилияти нигоҳдории батареяро коҳиш диҳад."Чунин рӯйдодҳои стихиявӣ ба батарея таъсири ҷиддӣ доранд, аммо то кунун ҳеҷ гоҳ дар вақти воқеӣ мушоҳида карда намешуданд" мегӯяд ҳаммуаллиф доктор Кристоф Шнедерманн, аз Лабораторияи Кавендиши Кембриҷ.
Қобилиятҳои баландсуръати техникаи микроскопияи оптикӣ ба муҳаққиқон имкон дод, ки шумораи зиёди зарраҳоро таҳлил кунанд ва нишон дод, ки крекинги зарраҳо бо суръати баландтари делития ва дар зарраҳои дарозтар маъмул аст."Ин бозёфтҳо принсипҳои тарҳрезии мустақимро барои коҳиш додани шикастани зарраҳо ва пажӯҳиш дар ин синфи мавод таъмин мекунанд" мегӯяд муаллифи аввал Алис Мерривезер, номзади PhD дар лаборатория ва химияи Кавендиси Кембриҷ.
Ба пеш, бартариҳои калидии методология, аз ҷумла ба даст овардани босуръати маълумот, ҳалли ягонаи зарраҳо ва қобилиятҳои баланди интиқол - имкон медиҳад, ки ҳангоми корношоямии батареяҳо чӣ рӯй медиҳад ва чӣ гуна пешгирӣ кардани он.Техникаро барои омӯзиши қариб ҳама намуди маводи батарея истифода бурдан мумкин аст, ки онро як ҷузъи муҳими муаммо дар таҳияи батареяҳои насли оянда месозад.
Вақти фиристодан: сентябр-17-2022