একটি পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি অবকাঠামো প্রতিষ্ঠার জন্য পরিষ্কার এবং দক্ষ শক্তি সঞ্চয় প্রযুক্তি অপরিহার্য।লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ইতিমধ্যে ব্যক্তিগত ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিতে প্রভাবশালী, এবং নির্ভরযোগ্য গ্রিড-স্তরের স্টোরেজ এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ প্রার্থী।যাইহোক, তাদের চার্জিং হার এবং ব্যবহারযোগ্য জীবনকাল উন্নত করার জন্য আরও উন্নয়ন প্রয়োজন।
এই ধরনের দ্রুত-চার্জিং এবং দীর্ঘস্থায়ী ব্যাটারির বিকাশে সহায়তা করার জন্য, বিজ্ঞানীদের একটি অপারেটিং ব্যাটারির অভ্যন্তরে ঘটে যাওয়া প্রক্রিয়াগুলি বুঝতে সক্ষম হতে হবে, ব্যাটারির কর্মক্ষমতার সীমাবদ্ধতাগুলি সনাক্ত করতে হবে৷বর্তমানে, সক্রিয় ব্যাটারি সামগ্রীগুলি কাজ করার সময় তাদের কল্পনা করার জন্য অত্যাধুনিক সিনক্রোট্রন এক্স-রে বা ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি কৌশল প্রয়োজন, যা কঠিন এবং ব্যয়বহুল হতে পারে এবং প্রায়শই দ্রুত-চার্জিং ইলেক্ট্রোড সামগ্রীতে ঘটমান দ্রুত পরিবর্তনগুলি ক্যাপচার করার জন্য যথেষ্ট দ্রুত ছবি তুলতে পারে না।ফলস্বরূপ, পৃথক সক্রিয় কণার দৈর্ঘ্য-স্কেল এবং বাণিজ্যিকভাবে প্রাসঙ্গিক দ্রুত-চার্জিং হারে আয়ন গতিবিদ্যা মূলত অনাবিষ্কৃত থেকে যায়।
ক্যামব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি অধ্যয়নের জন্য একটি কম খরচের ল্যাব-ভিত্তিক অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপি কৌশল তৈরি করে এই সমস্যাটি কাটিয়ে উঠেছেন।তারা Nb14W3O44 এর পৃথক কণা পরীক্ষা করেছে, যা এখন পর্যন্ত দ্রুততম চার্জিং অ্যানোড উপকরণগুলির মধ্যে একটি।দৃশ্যমান আলো একটি ছোট কাচের জানালার মাধ্যমে ব্যাটারিতে পাঠানো হয়, যা গবেষকদের সক্রিয় কণার মধ্যে গতিশীল প্রক্রিয়া দেখতে দেয়, বাস্তব সময়ে, বাস্তবসম্মত অ-ভারসাম্যহীন অবস্থার অধীনে।এটি সামনের মতো লিথিয়াম-ঘনত্বের গ্রেডিয়েন্টগুলি পৃথক সক্রিয় কণার মধ্য দিয়ে চলাচল করে, যার ফলে অভ্যন্তরীণ স্ট্রেন তৈরি হয় যা কিছু কণার ফাটল সৃষ্টি করে।পার্টিকেল ফ্র্যাকচার ব্যাটারির জন্য একটি সমস্যা, যেহেতু এটি টুকরোগুলির বৈদ্যুতিক সংযোগ বিচ্ছিন্ন করতে পারে, ব্যাটারির স্টোরেজ ক্ষমতা হ্রাস করতে পারে।কেমব্রিজের ক্যাভেন্ডিশ ল্যাবরেটরির সহ-লেখক ডঃ ক্রিস্টোফ স্নেডারম্যান বলেছেন, "এই ধরনের স্বতঃস্ফূর্ত ঘটনাগুলি ব্যাটারির জন্য গুরুতর প্রভাব ফেলে, কিন্তু এখন থেকে বাস্তব সময়ে কখনও দেখা যায়নি।"
অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপি কৌশলের উচ্চ-থ্রুপুট ক্ষমতা গবেষকদের কণার একটি বৃহৎ জনসংখ্যা বিশ্লেষণ করতে সক্ষম করেছে, এটি প্রকাশ করে যে কণার ক্র্যাকিং উচ্চ হারে এবং দীর্ঘতর কণার সাথে বেশি সাধারণ।কেমব্রিজের ক্যাভেন্ডিশ ল্যাবরেটরি এবং রসায়ন বিভাগের একজন পিএইচডি প্রার্থী প্রথম লেখক অ্যালিস মেরিওয়েদার বলেন, "এই ফলাফলগুলি এই শ্রেণীর উপকরণগুলিতে কণার ফ্র্যাকচার এবং ক্ষমতা বিবর্ণ কমাতে সরাসরি-প্রযোজ্য নকশা নীতিগুলি প্রদান করে"।
এগিয়ে যাওয়া, পদ্ধতির মূল সুবিধাগুলি — দ্রুত ডেটা অধিগ্রহণ, একক-কণা রেজোলিউশন, এবং উচ্চ থ্রুপুট ক্ষমতা সহ — ব্যাটারিগুলি ব্যর্থ হলে কী ঘটে এবং কীভাবে এটি প্রতিরোধ করা যায় তার আরও অন্বেষণ সক্ষম করবে।কৌশলটি প্রায় যেকোনো ধরনের ব্যাটারি উপাদান অধ্যয়নের জন্য প্রয়োগ করা যেতে পারে, এটি পরবর্তী প্রজন্মের ব্যাটারির বিকাশে ধাঁধার একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ করে তোলে।
পোস্টের সময়: সেপ্টেম্বর-17-2022