ശുദ്ധവും കാര്യക്ഷമവുമായ ഊർജ്ജ സംഭരണ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന ഊർജ്ജ അടിസ്ഥാന സൗകര്യം സ്ഥാപിക്കുന്നതിന് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്.വ്യക്തിഗത ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിൽ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ ഇതിനകം തന്നെ പ്രബലമാണ്, മാത്രമല്ല വിശ്വസനീയമായ ഗ്രിഡ്-ലെവൽ സ്റ്റോറേജിനും ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾക്കുമായി സ്ഥാനാർത്ഥികളെ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, അവരുടെ ചാർജിംഗ് നിരക്കുകളും ഉപയോഗയോഗ്യമായ ആയുസ്സും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് കൂടുതൽ വികസനം ആവശ്യമാണ്.
അത്തരം വേഗത്തിൽ ചാർജ് ചെയ്യുന്നതും ദീർഘനേരം നിലനിൽക്കുന്നതുമായ ബാറ്ററികൾ വികസിപ്പിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നതിന്, ഒരു ഓപ്പറേറ്റിംഗ് ബാറ്ററിയ്ക്കുള്ളിൽ സംഭവിക്കുന്ന പ്രക്രിയകൾ മനസ്സിലാക്കാനും ബാറ്ററി പ്രകടനത്തിലെ പരിമിതികൾ തിരിച്ചറിയാനും ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് കഴിയേണ്ടതുണ്ട്.നിലവിൽ, സജീവമായ ബാറ്ററി സാമഗ്രികൾ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ ദൃശ്യവൽക്കരിക്കുന്നതിന് സങ്കീർണ്ണമായ സിൻക്രോട്രോൺ എക്സ്-റേ അല്ലെങ്കിൽ ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി ടെക്നിക്കുകൾ ആവശ്യമാണ്, അത് ബുദ്ധിമുട്ടുള്ളതും ചെലവേറിയതുമാണ്, മാത്രമല്ല വേഗത്തിൽ ചാർജ് ചെയ്യുന്ന ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളിൽ സംഭവിക്കുന്ന ദ്രുതഗതിയിലുള്ള മാറ്റങ്ങൾ പകർത്താൻ പലപ്പോഴും കഴിയുന്നില്ല.തൽഫലമായി, വ്യക്തിഗത സജീവ കണങ്ങളുടെ ദൈർഘ്യ സ്കെയിലിലും വാണിജ്യപരമായി പ്രസക്തമായ ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് നിരക്കിലും അയോൺ ഡൈനാമിക്സ് വലിയ തോതിൽ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യപ്പെടാതെ തുടരുന്നു.
കേംബ്രിഡ്ജ് സർവകലാശാലയിലെ ഗവേഷകർ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ പഠിക്കാൻ ചെലവ് കുറഞ്ഞ ലാബ് അധിഷ്‌ഠിത ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പി ടെക്‌നിക് വികസിപ്പിച്ചാണ് ഈ പ്രശ്‌നം മറികടന്നത്.അവർ Nb14W3O44-ന്റെ വ്യക്തിഗത കണികകൾ പരിശോധിച്ചു, ഇത് ഇന്നുവരെയുള്ള ഏറ്റവും വേഗത്തിൽ ചാർജ് ചെയ്യുന്ന ആനോഡ് മെറ്റീരിയലുകളിൽ ഒന്നാണ്.ഒരു ചെറിയ ഗ്ലാസ് ജാലകത്തിലൂടെ ബാറ്ററിയിലേക്ക് ദൃശ്യപ്രകാശം അയയ്‌ക്കുന്നു, ഇത് സജീവമായ കണങ്ങൾക്കുള്ളിലെ ചലനാത്മക പ്രക്രിയയെ തത്സമയം, യഥാർത്ഥ സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ കാണുന്നതിന് ഗവേഷകരെ അനുവദിക്കുന്നു.വ്യക്തിഗത സജീവ കണങ്ങളിലൂടെ നീങ്ങുന്ന ഫ്രണ്ട് പോലെയുള്ള ലിഥിയം കോൺസൺട്രേഷൻ ഗ്രേഡിയന്റുകൾ ഇത് വെളിപ്പെടുത്തി, അതിന്റെ ഫലമായി ആന്തരിക ആയാസം ചില കണങ്ങൾ ഒടിവുണ്ടാക്കി.കണികാ ഒടിവ് ബാറ്ററികൾക്ക് ഒരു പ്രശ്‌നമാണ്, കാരണം ഇത് ശകലങ്ങളുടെ വൈദ്യുത ബന്ധം വിച്ഛേദിക്കുകയും ബാറ്ററിയുടെ സംഭരണ ശേഷി കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും."ഇത്തരം സ്വതസിദ്ധമായ സംഭവങ്ങൾ ബാറ്ററിയിൽ ഗുരുതരമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു, പക്ഷേ ഇപ്പോൾ ഒരിക്കലും തത്സമയം നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയില്ല," കേംബ്രിഡ്ജിലെ കാവൻഡിഷ് ലബോറട്ടറിയിൽ നിന്നുള്ള സഹ-എഴുത്തുകാരൻ ഡോ.
ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പി ടെക്നിക്കിന്റെ ഉയർന്ന ത്രൂപുട്ട് കഴിവുകൾ, കണികകളുടെ ഒരു വലിയ ജനസംഖ്യയെ വിശകലനം ചെയ്യാൻ ഗവേഷകരെ പ്രാപ്തമാക്കി, ഉയർന്ന ഡിലിതിയേഷൻ നിരക്കിലും നീളമേറിയ കണങ്ങളിലും കണികാ വിള്ളലുകൾ കൂടുതൽ സാധാരണമാണെന്ന് വെളിപ്പെടുത്തുന്നു.കേംബ്രിഡ്ജിലെ കാവൻഡിഷ് ലബോറട്ടറി ആന്റ് കെമിസ്ട്രി ഡിപ്പാർട്ട്‌മെന്റിലെ പിഎച്ച്‌ഡി കാൻഡിഡേറ്റായ ആദ്യ എഴുത്തുകാരി ആലീസ് മെറിവെതർ പറയുന്നു.
മുന്നോട്ട് പോകുമ്പോൾ, രീതിശാസ്ത്രത്തിന്റെ പ്രധാന നേട്ടങ്ങൾ - ദ്രുത ഡാറ്റ ഏറ്റെടുക്കൽ, ഒറ്റ-കണിക റെസലൂഷൻ, ഉയർന്ന ത്രൂപുട്ട് കഴിവുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ - ബാറ്ററികൾ പരാജയപ്പെടുമ്പോൾ എന്താണ് സംഭവിക്കുന്നതെന്നും അത് എങ്ങനെ തടയാമെന്നും കൂടുതൽ പര്യവേക്ഷണം സാധ്യമാക്കും.ഏത് തരത്തിലുള്ള ബാറ്ററി മെറ്റീരിയലും പഠിക്കാൻ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് അടുത്ത തലമുറ ബാറ്ററികളുടെ വികസനത്തിൽ ഒരു പ്രധാന പസിലായി മാറുന്നു.
പോസ്റ്റ് സമയം: സെപ്റ്റംബർ-17-2022