Təmiz və səmərəli enerji saxlama texnologiyaları bərpa olunan enerji infrastrukturunun yaradılması üçün vacibdir.Litium-ion batareyaları artıq fərdi elektron cihazlarda üstünlük təşkil edir və etibarlı şəbəkə səviyyəsində saxlama və elektrik nəqliyyat vasitələri üçün perspektivli namizədlərdir.Bununla belə, onların doldurma dərəcələrini və istifadə müddətlərini yaxşılaşdırmaq üçün əlavə inkişafa ehtiyac var.
Belə daha sürətli doldurulan və daha uzunömürlü batareyaların inkişafına kömək etmək üçün elm adamları işləyən akkumulyatorun daxilində baş verən prosesləri başa düşməli, batareyanın işinə olan məhdudiyyətləri müəyyən etməlidirlər.Hal-hazırda, aktiv akkumulyator materiallarını işləyərkən vizuallaşdırmaq çətin və bahalı ola bilən mürəkkəb sinxrotron rentgen və ya elektron mikroskopiya üsullarını tələb edir və tez-tez sürətli doldurulan elektrod materiallarında baş verən sürətli dəyişiklikləri çəkmək üçün kifayət qədər tez təsvir edə bilmir.Nəticədə, ayrı-ayrı aktiv hissəciklərin uzunluq miqyasında və kommersiya baxımından uyğun sürətli şarj dərəcələrində ion dinamikası əsasən öyrənilməmiş olaraq qalır.
Kembric Universitetinin tədqiqatçıları litium-ion batareyaları öyrənmək üçün aşağı qiymətli laboratoriya əsaslı optik mikroskopiya texnikasını inkişaf etdirərək bu problemin öhdəsindən gəliblər.Onlar bu günə qədər ən sürətli doldurulan anod materiallarından olan Nb14W3O44-ün fərdi hissəciklərini araşdırdılar.Görünən işıq kiçik şüşə pəncərə vasitəsilə akkumulyatora göndərilir ki, bu da tədqiqatçılara real vaxtda, real qeyri-tarazlıq şəraitində aktiv hissəciklər daxilində dinamik prosesi izləməyə imkan verir.Bu, ayrı-ayrı aktiv hissəciklər arasında hərəkət edən cəbhəyə bənzər litium konsentrasiyalı qradientləri aşkar etdi və nəticədə bəzi hissəciklərin qırılmasına səbəb olan daxili gərginlik yarandı.Hissəciklərin qırılması batareyalar üçün problemdir, çünki bu, parçaların elektriklə ayrılmasına gətirib çıxara bilər, batareyanın saxlama qabiliyyətini azaldır.Kembricdəki Cavendish Laboratoriyasından həmmüəllif Dr Christoph Schnedermann deyir: "Belə kortəbii hadisələr batareyaya ciddi təsir göstərir, lakin indiyə qədər heç vaxt real vaxtda müşahidə oluna bilməzdi".
Optik mikroskopiya texnikasının yüksək məhsuldarlıq imkanları tədqiqatçılara hissəciklərin böyük bir populyasiyasını təhlil etməyə imkan verdi və hissəciklərin krekinqinin daha yüksək delitiasiya sürəti ilə və daha uzun hissəciklərdə daha çox rast gəlindiyini ortaya qoydu.Kembricin Cavendish Laboratoriyası və Kimya Departamentinin fəlsəfə doktoru namizədi Alice Merryweather deyir: "Bu tapıntılar bu sinif materialda hissəciklərin qırılmasını və tutumun azalmasını azaltmaq üçün birbaşa tətbiq olunan dizayn prinsiplərini təmin edir".
İrəliləyərkən, metodologiyanın əsas üstünlükləri, o cümlədən sürətli məlumatların əldə edilməsi, tək hissəciklərin həlli və yüksək ötürmə qabiliyyəti, batareyalar sıradan çıxdıqda nə baş verdiyini və bunun qarşısını almaq üçün daha çox araşdırma aparmağa imkan verəcəkdir.Texnika demək olar ki, istənilən növ akkumulyator materialını öyrənmək üçün tətbiq oluna bilər ki, bu da onu yeni nəsil batareyaların inkişafında tapmacanın vacib hissəsinə çevirir.
Göndərmə vaxtı: 17 sentyabr 2022-ci il