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

افلاطون کے ذریعہ دوبارہ شائع کیا گیا۔

فالونگ: 0

ہوم پیج (-) > پریس > بہتر اعلی کارکردگی والی بیٹریوں کو ڈیزائن کرنے کے لیے تیار کردہ ناول خوردبین: اختراع سے محققین کو بیٹریاں کیسے کام کرتی ہیں اس کے اندر نظر آتی ہے۔

جیسا کہ پروفیسر Xiaonan شان نے مشاہدہ کیا، یونیورسٹی آف ہیوسٹن کے فارغ التحصیل Guangxia Feng ایک "گلو باکس" کے اندر اوپرینڈو ریفلیکشن انٹرفیس مائیکروسکوپ (RIM) پر کام کر رہے ہیں کیونکہ لیتھیم آئن بیٹری الیکٹرولائٹ آتش گیر ہے۔ کریڈٹ
یونیورسٹی آف ہیوسٹن کے

خلاصہ:
لیتھیم آئن بیٹریوں نے روزمرہ کی زندگیوں کو بدل دیا ہے - تقریباً ہر ایک کے پاس اسمارٹ فون ہے، سڑکوں پر زیادہ الیکٹرک گاڑیاں دیکھی جا سکتی ہیں، اور وہ ہنگامی حالات کے دوران پاور جنریٹرز کو چلتی رہتی ہیں۔ جیسے جیسے زیادہ پورٹیبل الیکٹرانک آلات، الیکٹرک گاڑیاں اور بڑے پیمانے پر گرڈ کے نفاذ آن لائن آتے ہیں، اعلی توانائی کی کثافت والی بیٹریوں کی مانگ جو محفوظ اور سستی ہوتی ہے مسلسل بڑھ رہی ہے۔

بہتر اعلی کارکردگی والی بیٹریوں کو ڈیزائن کرنے کے لیے تیار کردہ ناول خوردبین: جدت طرازی سے محققین کو بیٹریاں کیسے کام کرتی ہیں اس کے اندر نظر آتی ہے۔

ہیوسٹن، TX | 10 فروری 2023 کو پوسٹ کیا گیا۔

اب، ہیوسٹن یونیورسٹی کی ایک تحقیقی ٹیم نے، پیسیفک نارتھ ویسٹ نیشنل لیبارٹری اور یو ایس آرمی ریسرچ لیبارٹری کے محققین کے ساتھ مل کر، ایک آپرینڈو ریفلیکشن انٹرفیس مائیکروسکوپ (RIM) تیار کیا ہے جو بیٹریوں کے کام کرنے کے طریقے کی بہتر تفہیم فراہم کرتا ہے، جس کے اہم مضمرات ہیں۔ بیٹریوں کی اگلی نسل کے لیے۔

"ہم نے پہلی بار ٹھوس الیکٹرولائٹ انٹرفیس (SEI) کی حرکیات کا حقیقی وقت میں تصور حاصل کیا ہے،" UH کے کولن کالج آف انجینئرنگ میں الیکٹریکل اور کمپیوٹر انجینئرنگ کے اسسٹنٹ پروفیسر اور نیچر نامی جریدے میں شائع ہونے والی ایک تحقیق کے متعلقہ مصنف ژاؤن شان نے کہا۔ نینو ٹیکنالوجی۔ "یہ انٹرفیسز کے عقلی ڈیزائن کے بارے میں کلیدی بصیرت فراہم کرتا ہے، ایک بیٹری کا جزو جو مستقبل کی بیٹریوں کے لیے الیکٹرولائٹس تیار کرنے میں سب سے کم سمجھ اور سب سے مشکل رکاوٹ رہا ہے۔"

انتہائی حساس خوردبین محققین کو SEI پرت کا مطالعہ کرنے کی اجازت دیتی ہے، جو بیٹری کے الیکٹروڈ کی سطح پر ایک انتہائی پتلی اور نازک پرت ہے جو بیٹری کی کارکردگی کا تعین کرتی ہے۔ اس کی کیمیائی ساخت اور مورفولوجی مسلسل تبدیل ہو رہی ہے – اس کا مطالعہ کرنا ایک چیلنج ہے۔

"SEI کی تشکیل اور ارتقا کو سمجھنے کے لیے ایک متحرک، غیر جارحانہ اور اعلیٰ حساسیت والے آپرینڈو امیجنگ ٹول کی ضرورت ہے۔ SEI کی براہ راست جانچ کرنے کی صلاحیت رکھنے والی ایسی تکنیک نایاب اور انتہائی مطلوبہ رہی ہے،" یان یاؤ نے کہا، ہیو رائے اور للی کرینز کولن ممتاز پروفیسر الیکٹریکل اور کمپیوٹر انجینئرنگ اور ایک شریک متعلقہ مصنف جنہوں نے شان کے ساتھ اس پروجیکٹ پر کام کیا ہے۔ گزشتہ چار سال.

"ہم نے اب یہ ظاہر کیا ہے کہ RIM اپنی نوعیت کا پہلا ادارہ ہے جو SEI پرت کے کام کرنے کے طریقہ کار کے بارے میں اہم بصیرت فراہم کرتا ہے اور بہتر اعلی کارکردگی والی بیٹریوں کو ڈیزائن کرنے میں مدد کرتا ہے،" Yao نے کہا، جو ٹیکساس سینٹر فار سپر کنڈکٹیوٹی کے پرنسپل تفتیش کار بھی ہیں۔ ہیوسٹن یونیورسٹی میں

یہ کیسے کام کرتا ہے

تحقیقی ٹیم نے پروجیکٹ میں مداخلت کی عکاسی مائیکروسکوپی کے اصول کو لاگو کیا، جہاں روشنی کی بیم - تقریبا 600 نینو میٹر کے سپیکٹرم کی چوڑائی کے ساتھ 10 نینو میٹر پر مرکوز - الیکٹروڈ اور SEI تہوں کی طرف ہدایت کی گئی تھی اور عکاسی کی گئی تھی۔ جمع شدہ نظری شدت میں مختلف تہوں کے درمیان مداخلت کے سگنل ہوتے ہیں، جو SEI کے ارتقاء کے عمل کے بارے میں اہم معلومات رکھتے ہیں اور محققین کو رد عمل کے پورے عمل کا مشاہدہ کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔

UH گریجویٹ طالب علم گوانگشیا فینگ، جس نے اس پروجیکٹ پر زیادہ تر تجرباتی کام انجام دیا، نے کہا، "RIM سطحی تغیرات کے لیے بہت حساس ہے، جو ہمیں بڑے پیمانے پر اعلیٰ مقامی اور وقتی ریزولوشن کے ساتھ ایک ہی جگہ کی نگرانی کرنے کے قابل بناتا ہے۔"

محققین نوٹ کرتے ہیں کہ زیادہ تر بیٹری محققین فی الحال کریو الیکٹران مائکروسکوپ استعمال کرتے ہیں، جو ایک مخصوص وقت پر صرف ایک تصویر کھینچتے ہیں اور ایک ہی جگہ پر ہونے والی تبدیلیوں کو مسلسل ٹریک نہیں کر سکتے۔

"میں ایک مختلف زاویہ سے توانائی کی تحقیق سے رجوع کرنا چاہتا تھا تاکہ نئی خصوصیات اور امیجنگ طریقوں کو اپنایا جا سکے جو توانائی کی تبدیلی کے عمل میں رد عمل کے طریقہ کار کو سمجھنے کے لیے نئی معلومات فراہم کرتے ہیں،" شان نے کہا، جو الیکٹرو کیمیکل کا مطالعہ کرنے کے لیے امیجنگ تکنیک اور سپیکٹرو میٹری تکنیک تیار کرنے میں مہارت رکھتے ہیں۔ توانائی کے ذخیرہ اور تبادلوں میں رد عمل۔ اس نئی امیجنگ تکنیک کا اطلاق دیگر جدید ترین توانائی ذخیرہ کرنے والے نظاموں پر بھی کیا جا سکتا ہے۔

فینگ، جس نے پی ایچ ڈی کی ڈگری حاصل کی۔ 2022 میں UH سے الیکٹریکل انجینئرنگ میں، بیٹری ٹیکنالوجی کے بڑھتے ہوئے میدان میں مزید تحقیق کرنے کا ارادہ رکھتا ہے۔

انہوں نے کہا کہ بیٹریوں کی اگلی نسل کو سمجھنے کے لیے رد عمل کے طریقہ کار اور نئے مواد کو سمجھنا ضروری ہے۔ "میں ہمیشہ ایک سائنسدان بننا چاہتا ہوں کیونکہ وہ لوگوں کے لیے عظیم چیزیں پیش کر سکتے ہیں اور دنیا کو بہتر بنا سکتے ہیں۔"

پیسیفک نارتھ ویسٹ نیشنل لیب سے تعلق رکھنے والے وو سو، الیکٹرولائٹ ڈیزائن کے ماہر، نے پروجیکٹ کے ڈیزائن میں مدد کی اور الیکٹرولائٹ کے استعمال کے لیے اہم بصیرت فراہم کی۔ آرمی ریسرچ لیب میں SEI تحقیق کے ماہر کانگ سو نے مشاہدہ شدہ رجحان کو سمجھنے میں مدد کے لیے اہم بصیرت فراہم کی۔ دونوں اس مقالے کے شریک مصنفین ہیں۔

فینگ اور ایک اور UH انجینئرنگ کے طالب علم یاپنگ شی، PNNL سے Hao Jia کے ساتھ، اس مطالعہ کے مرکزی مصنفین ہیں۔ دیگر تعاون کرنے والے ہیں سو یان، یانلیانگ لیانگ، چاوجی یانگ اور یو ایچ سے ی ژانگ؛ مارک اینجل ہارڈ PNNL میں۔

####

مزید معلومات کے لئے، براہ مہربانی کلک کریں یہاں

رابطے:
راشدہ خان
یونیورسٹی آف ہیوسٹن کے

کاپی رائٹ © ہیوسٹن یونیورسٹی

اگر آپ کے پاس کوئی تبصرہ ہے، تو براہ مہربانی رابطہ کریں ہم سے.

خبروں کی ریلیز جاری کرنے والے، نہ کہ 7th Wave, Inc. یا Nanotechnology Now، مواد کی درستگی کے لیے مکمل طور پر ذمہ دار ہیں۔

بک مارک: