Novel Microscope Developed To Design Better High-performance Batteries: Innovation Gives Researchers Inside View Of How Batteries Work

প্লেটো দ্বারা প্রকাশিত

অনুসরণকারী: 0

হোম > প্রেস > উন্নত উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ব্যাটারি ডিজাইন করার জন্য নভেল মাইক্রোস্কোপ তৈরি করা হয়েছে: উদ্ভাবন ব্যাটারি কীভাবে কাজ করে তা গবেষকদের ভিতরের দৃশ্য দেয়

যেমন প্রফেসর জিয়াওনান শান পর্যবেক্ষণ করেছেন, হিউস্টন বিশ্ববিদ্যালয়ের স্নাতক গুয়াংজিয়া ফেং একটি "গ্লাভ বক্স" এর ভিতরে অপারেন্ডো রিফ্লেকশন ইন্টারফারেন্স মাইক্রোস্কোপ (RIM) এর উপর কাজ করছেন কারণ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ইলেক্ট্রোলাইট জ্বলন্ত। ক্রেডিট
হিউস্টন বিশ্ববিদ্যালয়ের

সারাংশ:
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি দৈনন্দিন জীবনকে বদলে দিয়েছে - প্রায় প্রত্যেকেরই একটি স্মার্টফোন রয়েছে, রাস্তায় আরও বৈদ্যুতিক যান দেখা যায় এবং তারা জরুরী পরিস্থিতিতে পাওয়ার জেনারেটর চালু রাখে। যত বেশি পোর্টেবল ইলেকট্রনিক ডিভাইস, বৈদ্যুতিক যান এবং বড় আকারের গ্রিড বাস্তবায়ন অনলাইনে আসে, নিরাপদ এবং সাশ্রয়ী উচ্চ শক্তির ঘনত্বের ব্যাটারির চাহিদা ক্রমাগত বাড়তে থাকে।

উন্নততর উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ব্যাটারি ডিজাইন করার জন্য নভেল মাইক্রোস্কোপ তৈরি করা হয়েছে: উদ্ভাবন ব্যাটারি কীভাবে কাজ করে তা গবেষকদের ভিতরের দৃশ্য দেয়

হিউস্টন, TX | 10 ফেব্রুয়ারী, 2023 তারিখে পোস্ট করা হয়েছে

এখন, ইউনিভার্সিটি অফ হিউস্টন গবেষণা দল, প্যাসিফিক নর্থওয়েস্ট ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি এবং ইউএস আর্মি রিসার্চ ল্যাবরেটরির গবেষকদের সহযোগিতায়, একটি অপারেন্ডো রিফ্লেকশন ইন্টারফারেন্স মাইক্রোস্কোপ (RIM) তৈরি করেছে যা ব্যাটারিগুলি কীভাবে কাজ করে তার আরও ভাল বোঝার ব্যবস্থা করে, যার উল্লেখযোগ্য প্রভাব রয়েছে। পরবর্তী প্রজন্মের ব্যাটারির জন্য।

"আমরা প্রথমবারের মতো সলিড ইলেক্ট্রোলাইট ইন্টারফেজ (SEI) গতিবিদ্যার রিয়েল-টাইম ভিজ্যুয়ালাইজেশন অর্জন করেছি," বলেছেন Xiaonan Shan, UH's Cullen College of Engineering-এর বৈদ্যুতিক ও কম্পিউটার প্রকৌশল বিভাগের সহকারী অধ্যাপক এবং Nature জার্নালে প্রকাশিত একটি গবেষণার সংশ্লিষ্ট লেখক ন্যানো প্রযুক্তি। "এটি ইন্টারফেজগুলির যৌক্তিক নকশার মূল অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে, একটি ব্যাটারি উপাদান যা ভবিষ্যত ব্যাটারির জন্য ইলেক্ট্রোলাইট বিকাশের জন্য সবচেয়ে কম বোঝা এবং সবচেয়ে চ্যালেঞ্জিং বাধা।"

অত্যন্ত সংবেদনশীল মাইক্রোস্কোপ গবেষকদের SEI স্তর অধ্যয়ন করতে দেয়, যা ব্যাটারি ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠের একটি অত্যন্ত পাতলা এবং ভঙ্গুর স্তর যা ব্যাটারির কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে। এর রাসায়নিক গঠন এবং রূপবিদ্যা ক্রমাগত পরিবর্তিত হচ্ছে - এটি অধ্যয়ন করা একটি চ্যালেঞ্জ।

“SEI এর গঠন এবং বিবর্তন বোঝার জন্য একটি গতিশীল, অ-আক্রমণকারী এবং উচ্চ সংবেদনশীলতা অপারেন্ডো ইমেজিং টুল প্রয়োজন। SEI সরাসরি অনুসন্ধান করতে সক্ষম এই ধরনের একটি কৌশল বিরল এবং অত্যন্ত আকাঙ্খিত হয়েছে,” ইয়ান ইয়াও বলেছেন, হিউ রয় এবং লিলি ক্রানজ কুলেন বৈদ্যুতিক এবং কম্পিউটার প্রকৌশলের বিশিষ্ট অধ্যাপক এবং একজন সহ-সংশ্লিষ্ট লেখক যিনি এই প্রকল্পে শানের সাথে কাজ করেছেন। গত চার বছর।

"আমরা এখন প্রমাণ করেছি যে RIM হল তার ধরনের প্রথম যা SEI স্তরের কার্যপ্রণালীতে সমালোচনামূলক অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে এবং আরও ভাল উচ্চ-পারফরম্যান্স ব্যাটারি ডিজাইন করতে সহায়তা করে," ইয়াও বলেছেন, যিনি টেক্সাস সেন্টার ফর সুপারকন্ডাক্টিভিটির প্রধান তদন্তকারীও। হিউস্টন বিশ্ববিদ্যালয়ে।

কিভাবে এটা কাজ করে

গবেষণা দলটি প্রকল্পে হস্তক্ষেপ প্রতিফলন মাইক্রোস্কোপির নীতি প্রয়োগ করেছে, যেখানে আলোর মরীচি - প্রায় 600 ন্যানোমিটার স্পেকট্রাম প্রস্থ সহ 10 ন্যানোমিটারে কেন্দ্রীভূত - ইলেক্ট্রোড এবং SEI স্তরগুলির দিকে নির্দেশিত হয়েছিল এবং প্রতিফলিত হয়েছিল। সংগৃহীত অপটিক্যাল তীব্রতায় বিভিন্ন স্তরের মধ্যে হস্তক্ষেপের সংকেত রয়েছে, যা SEI-এর বিবর্তন প্রক্রিয়া সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ তথ্য বহন করে এবং গবেষকদের সম্পূর্ণ প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করতে দেয়।

"আরআইএম ভূপৃষ্ঠের বৈচিত্র্যের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল, যা আমাদেরকে একই অবস্থানে বড় আকারের উচ্চ স্থানিক এবং অস্থায়ী রেজোলিউশনের সাথে নিরীক্ষণ করতে সক্ষম করে," বলেছেন UH স্নাতক ছাত্র গুয়াংজিয়া ফেং, যিনি এই প্রকল্পে বেশিরভাগ পরীক্ষামূলক কাজ করেছেন৷

গবেষকরা নোট করেছেন যে বেশিরভাগ ব্যাটারি গবেষকরা বর্তমানে ক্রাইও-ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করেন, যা একটি নির্দিষ্ট সময়ে শুধুমাত্র একটি ছবি তোলে এবং একই অবস্থানে পরিবর্তনগুলি ক্রমাগত ট্র্যাক করতে পারে না।

"আমি নতুন চরিত্রায়ন এবং ইমেজিং পদ্ধতিগুলিকে অভিযোজিত এবং বিকাশের মাধ্যমে একটি ভিন্ন কোণ থেকে শক্তি গবেষণার কাছে যেতে চেয়েছিলাম যা শক্তি রূপান্তর প্রক্রিয়াগুলিতে প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া বোঝার জন্য নতুন তথ্য প্রদান করে," বলেছেন শান, যিনি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল অধ্যয়নের জন্য ইমেজিং কৌশল এবং স্পেকট্রোমেট্রি কৌশল বিকাশে বিশেষজ্ঞ। শক্তি সঞ্চয় এবং রূপান্তর প্রতিক্রিয়া. এই নতুন ইমেজিং কৌশলটি অন্যান্য অত্যাধুনিক শক্তি স্টোরেজ সিস্টেমেও প্রয়োগ করা যেতে পারে।

ফেং, যিনি পিএইচডি অর্জন করেছেন। 2022 সালে UH থেকে বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে, ব্যাটারি প্রযুক্তির ক্রমবর্ধমান ক্ষেত্রে আরও গবেষণা করার পরিকল্পনা করেছে।

"ব্যাটারির পরবর্তী প্রজন্মকে উপলব্ধি করার জন্য, প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া এবং অভিনব উপকরণগুলি বোঝা অপরিহার্য," তিনি বলেন, উচ্চ শক্তির ব্যাটারি বিকাশ করা পরিবেশের জন্যও উপকারী। "আমি সর্বদা একজন বিজ্ঞানী হতে চেয়েছিলাম কারণ তারা মানুষের জন্য দুর্দান্ত জিনিস ঘটতে পারে এবং বিশ্বকে আরও ভাল করার জন্য পরিবর্তন করতে পারে।"

প্যাসিফিক নর্থওয়েস্ট ন্যাশনাল ল্যাব থেকে উ জু, ইলেক্ট্রোলাইট ডিজাইনের একজন বিশেষজ্ঞ, প্রকল্পের নকশায় সাহায্য করেছেন এবং ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহারের জন্য সমালোচনামূলক অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করেছেন। আর্মি রিসার্চ ল্যাবের এসইআই গবেষণার বিশেষজ্ঞ কাং জু, পর্যবেক্ষণকৃত ঘটনাটি বুঝতে সাহায্য করার জন্য উল্লেখযোগ্য অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করেছেন। উভয়ই কাগজের জন্য সহ-সংশ্লিষ্ট লেখক।

PNNL-এর হাও জিয়ার সাথে ফেং এবং অন্য ইউএইচ ইঞ্জিনিয়ারিং ছাত্র ইয়াপিং শি এই গবেষণার প্রধান লেখক। অন্যান্য অবদানকারীরা হলেন ইউএইচ থেকে জু ইয়ান, ইয়ানলিয়াং লিয়াং, চাওজি ইয়াং এবং ইয়ে ঝাং; পিএনএনএল-এ মার্ক এঙ্গেলহার্ড।

####

আরো তথ্যের জন্য, ক্লিক করুন এখানে

যোগাযোগ:
রাশদা খান
হিউস্টন বিশ্ববিদ্যালয়ের

কপিরাইট © হিউস্টন বিশ্ববিদ্যালয়

আপনার মতামত থাকলে দয়া করে যোগাযোগ আমাদের.

সপ্তম ওয়েভ, ইনক। বা ন্যানোটেকনোলজির না হয়ে সংবাদ প্রকাশের ইস্যুকারীরা সামগ্রীর সামগ্রীর যথার্থতার জন্য একমাত্র দায়বদ্ধ।

বুকমার্ক: