ਨਵਿਆਉਣਯੋਗ ਊਰਜਾ ਦੇ ਬੁਨਿਆਦੀ ਢਾਂਚੇ ਦੀ ਸਥਾਪਨਾ ਲਈ ਸਾਫ਼ ਅਤੇ ਕੁਸ਼ਲ ਊਰਜਾ ਸਟੋਰੇਜ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹਨ।ਲਿਥੀਅਮ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਨਿੱਜੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਹਨ, ਅਤੇ ਭਰੋਸੇਯੋਗ ਗਰਿੱਡ-ਪੱਧਰ ਦੀ ਸਟੋਰੇਜ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਾਹਨਾਂ ਲਈ ਉਮੀਦਵਾਰ ਹਨ।ਹਾਲਾਂਕਿ, ਉਹਨਾਂ ਦੀਆਂ ਚਾਰਜਿੰਗ ਦਰਾਂ ਅਤੇ ਵਰਤੋਂ ਯੋਗ ਜੀਵਨ ਕਾਲ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰਨ ਲਈ ਹੋਰ ਵਿਕਾਸ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ।
ਅਜਿਹੀਆਂ ਤੇਜ਼-ਚਾਰਜਿੰਗ ਅਤੇ ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਤੱਕ ਚੱਲਣ ਵਾਲੀਆਂ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਵਿੱਚ ਸਹਾਇਤਾ ਕਰਨ ਲਈ, ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਬੈਟਰੀ ਦੇ ਅੰਦਰ ਹੋਣ ਵਾਲੀਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਦੇ ਯੋਗ ਹੋਣ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਜੋ ਬੈਟਰੀ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦੀਆਂ ਸੀਮਾਵਾਂ ਦੀ ਪਛਾਣ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕੇ।ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ, ਕਿਰਿਆਸ਼ੀਲ ਬੈਟਰੀ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦੀ ਕਲਪਨਾ ਕਰਨ ਲਈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਉਹ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਆਧੁਨਿਕ ਸਿੰਕ੍ਰੋਟ੍ਰੋਨ ਐਕਸ-ਰੇ ਜਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਤਕਨੀਕਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਮੁਸ਼ਕਲ ਅਤੇ ਮਹਿੰਗੀਆਂ ਹੋ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ, ਅਤੇ ਅਕਸਰ ਤੇਜ਼-ਚਾਰਜਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਵਿੱਚ ਹੋਣ ਵਾਲੀਆਂ ਤੇਜ਼ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਨੂੰ ਕੈਪਚਰ ਕਰਨ ਲਈ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਚਿੱਤਰ ਨਹੀਂ ਬਣਾ ਸਕਦੀਆਂ।ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਸਰਗਰਮ ਕਣਾਂ ਦੀ ਲੰਬਾਈ-ਸਕੇਲ ਅਤੇ ਵਪਾਰਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੰਬੰਧਿਤ ਤੇਜ਼-ਚਾਰਜਿੰਗ ਦਰਾਂ 'ਤੇ ਆਇਨ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਬਹੁਤ ਹੱਦ ਤੱਕ ਅਣਪਛਾਤੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ।
ਕੈਮਬ੍ਰਿਜ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਦੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਲਿਥੀਅਮ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰਨ ਲਈ ਘੱਟ ਕੀਮਤ ਵਾਲੀ ਲੈਬ-ਅਧਾਰਤ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਤਕਨੀਕ ਵਿਕਸਿਤ ਕਰਕੇ ਇਸ ਸਮੱਸਿਆ ਨੂੰ ਦੂਰ ਕੀਤਾ ਹੈ।ਉਹਨਾਂ ਨੇ Nb14W3O44 ਦੇ ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਕਣਾਂ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ, ਜੋ ਅੱਜ ਤੱਕ ਦੀ ਸਭ ਤੋਂ ਤੇਜ਼ ਚਾਰਜਿੰਗ ਐਨੋਡ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਹੈ।ਦਿਖਾਈ ਦੇਣ ਵਾਲੀ ਰੋਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਇੱਕ ਛੋਟੀ ਕੱਚ ਦੀ ਖਿੜਕੀ ਰਾਹੀਂ ਬੈਟਰੀ ਵਿੱਚ ਭੇਜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਸਰਗਰਮ ਕਣਾਂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਅਸਲ ਸਮੇਂ ਵਿੱਚ, ਯਥਾਰਥਵਾਦੀ ਗੈਰ-ਸੰਤੁਲਨ ਹਾਲਤਾਂ ਵਿੱਚ ਦੇਖਣ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਮਿਲਦੀ ਹੈ।ਇਸ ਨੇ ਸਾਹਮਣੇ-ਵਰਗੇ ਲਿਥਿਅਮ-ਇਕਾਗਰਤਾ ਗਰੇਡੀਐਂਟਸ ਨੂੰ ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਸਰਗਰਮ ਕਣਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਣ ਦਾ ਖੁਲਾਸਾ ਕੀਤਾ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤਣਾਅ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਿਸ ਨਾਲ ਕੁਝ ਕਣਾਂ ਨੂੰ ਫ੍ਰੈਕਚਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।ਕਣ ਫ੍ਰੈਕਚਰ ਬੈਟਰੀਆਂ ਲਈ ਇੱਕ ਸਮੱਸਿਆ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਸਟੋਰੇਜ ਸਮਰੱਥਾ ਨੂੰ ਘਟਾ ਕੇ, ਟੁਕੜਿਆਂ ਦੇ ਬਿਜਲੀ ਦੇ ਡਿਸਕਨੈਕਸ਼ਨ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣ ਸਕਦਾ ਹੈ।ਕੈਮਬ੍ਰਿਜ ਦੀ ਕੈਵੇਂਡਿਸ਼ ਲੈਬਾਰਟਰੀ ਦੇ ਸਹਿ-ਲੇਖਕ ਡਾ: ਕ੍ਰਿਸਟੋਫ਼ ਸ਼ਨੇਡਰਮੈਨ ਕਹਿੰਦੇ ਹਨ, "ਅਜਿਹੀਆਂ ਸਵੈ-ਚਾਲਤ ਘਟਨਾਵਾਂ ਦਾ ਬੈਟਰੀ ਲਈ ਗੰਭੀਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਹੁਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਕਦੇ ਵੀ ਅਸਲ ਸਮੇਂ ਵਿੱਚ ਨਹੀਂ ਦੇਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਸੀ।"
ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਤਕਨੀਕ ਦੀਆਂ ਉੱਚ-ਥਰੂਪੁਟ ਸਮਰੱਥਾਵਾਂ ਨੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਕਣਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਵੱਡੀ ਆਬਾਦੀ ਦਾ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਨ ਦੇ ਯੋਗ ਬਣਾਇਆ, ਇਹ ਪ੍ਰਗਟ ਕਰਦਾ ਹੈ ਕਿ ਕਣਾਂ ਦੀ ਚੀਰਨਾ ਉੱਚੀਆਂ ਦਰਾਂ ਅਤੇ ਲੰਬੇ ਕਣਾਂ ਵਿੱਚ ਵਧੇਰੇ ਆਮ ਹੈ।ਕੈਮਬ੍ਰਿਜ ਦੀ ਕੈਵੇਂਡਿਸ਼ ਲੈਬਾਰਟਰੀ ਅਤੇ ਕੈਮਿਸਟਰੀ ਵਿਭਾਗ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਪੀਐਚਡੀ ਉਮੀਦਵਾਰ, ਪਹਿਲੀ ਲੇਖਕ ਐਲਿਸ ਮੈਰੀਵੇਦਰ ਕਹਿੰਦੀ ਹੈ, "ਇਹ ਖੋਜ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਇਸ ਸ਼੍ਰੇਣੀ ਵਿੱਚ ਕਣਾਂ ਦੇ ਫ੍ਰੈਕਚਰ ਅਤੇ ਸਮਰੱਥਾ ਦੀ ਫੇਡ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਸਿੱਧੇ-ਲਾਗੂ ਡਿਜ਼ਾਇਨ ਸਿਧਾਂਤ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ।"
ਅੱਗੇ ਵਧਦੇ ਹੋਏ, ਕਾਰਜਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੇ ਮੁੱਖ ਫਾਇਦੇ — ਤੇਜ਼ ਡਾਟਾ ਪ੍ਰਾਪਤੀ, ਸਿੰਗਲ-ਪਾਰਟੀਕਲ ਰੈਜ਼ੋਲਿਊਸ਼ਨ, ਅਤੇ ਉੱਚ ਥ੍ਰੁਪੁੱਟ ਸਮਰੱਥਾਵਾਂ ਸਮੇਤ — ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੇ ਫੇਲ ਹੋਣ 'ਤੇ ਕੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਨੂੰ ਕਿਵੇਂ ਰੋਕਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਬਾਰੇ ਹੋਰ ਖੋਜ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਣਗੇ।ਤਕਨੀਕ ਨੂੰ ਲਗਭਗ ਕਿਸੇ ਵੀ ਕਿਸਮ ਦੀ ਬੈਟਰੀ ਸਮੱਗਰੀ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰਨ ਲਈ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਇਸਨੂੰ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੀਆਂ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਵਿੱਚ ਬੁਝਾਰਤ ਦਾ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹਿੱਸਾ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਪੋਸਟ ਟਾਈਮ: ਸਤੰਬਰ-17-2022