Лити ион батерей гэх мэт хоёрдогч батерейг хуримтлуулсан эрчим хүч дууссаны дараа дахин цэнэглэх шаардлагатай.Бидний чулуужсан түлшний хараат байдлыг багасгахын тулд эрдэмтэд хоёрдогч батерейг цэнэглэх тогтвортой арга замыг судалж байна.Саяхан Амар Кумар (TIFR Хайдарабад дахь TN Narayanan-ийн лабораторийн төгсөх ангийн оюутан) болон түүний хамтрагчид нарны эрчим хүчээр шууд цэнэглэгдэх боломжтой гэрэл мэдрэмтгий материал бүхий авсаархан лити ион батерейг угсарчээ.
Нарны энергийг батерейг цэнэглэхийн тулд дамжуулах анхны хүчин чармайлтууд нь фотоволтайк эсүүд болон батерейг тус тусад нь ашигласан.Нарны энергийг фотоволтайк эсүүд цахилгаан энерги болгон хувиргаж, улмаар батерейнд химийн энерги болгон хадгалдаг.Эдгээр батерейнд хуримтлагдсан энерги нь электрон төхөөрөмжүүдийг тэжээхэд зарцуулагддаг.Нэг бүрэлдэхүүн хэсгээс нөгөө хэсэг рүү, жишээлбэл, фотоволтайк эсээс батарей хүртэлх энергийн энэхүү реле нь эрчим хүчний тодорхой алдагдалд хүргэдэг.Эрчим хүчний алдагдлаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд батерейны доторх гэрэл мэдрэмтгий бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ашиглалтыг судлах чиглэлд өөрчлөлт орсон.Батарей дотор гэрэл мэдрэмтгий бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэгтгэх талаар ихээхэн ахиц дэвшил гарсан бөгөөд үүний үр дүнд илүү авсаархан нарны зай бий болсон.
Загварын хувьд сайжирсан ч одоо байгаа нарны батерейнууд зарим сул талуудтай хэвээр байна.Төрөл бүрийн нарны батерейтай холбоотой эдгээр сул талуудын зарим нь: нарны эрчим хүчийг хангалттай ашиглах чадвар буурах, батерейны гэрэлд мэдрэмтгий органик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зэврүүлж болзошгүй органик электролит ашиглах, батерейны тогтвортой ажиллахад саад болж буй нэмэлт бүтээгдэхүүнүүд үүсэх зэрэг орно. урт хугацааны.
Энэхүү судалгаагаар Амар Кумар гэрэлд мэдрэмтгий шинэ материалуудыг судлахаар шийдсэн бөгөөд үүнд литий агуулагдаж, гоожихгүй, хүрээлэн буй орчны нөхцөлд үр ашигтай ажиллах нарны зай бий болно.Хоёр электродтой нарны батерейнууд нь электродын аль нэгэнд нь гэрэл мэдрэмтгий будаг агуулсан байдаг бөгөөд энэ нь батарейгаар электронуудын урсгалыг жолоодоход тусалдаг тогтворжуулах бүрэлдэхүүн хэсэгтэй холилдсон байдаг.Хоёр материалын физик холимог электрод нь электродын гадаргуугийн талбайг оновчтой ашиглахад хязгаарлалттай байдаг.Үүнээс зайлсхийхийн тулд TN Narayanan-ийн бүлгийн судлаачид гэрэл мэдрэмтгий MoS2 (молибдений дисульфид) ба MoOx (молибдений исэл) хоёрын гетеростатрын бүтцийг нэг электродын үүрэг гүйцэтгэдэг.Энэхүү электрод нь MoS2 ба MoOx-ийг химийн уурын аргаар нэгтгэсэн гетероструктурын хувьд нарны энергийг шингээх гадаргуугийн талбайг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.Гэрлийн туяа электрод дээр тусах үед гэрэл мэдрэмтгий MoS2 нь электрон үүсгэж, цоорхой гэж нэрлэгддэг хоосон орон зайг үүсгэдэг.MoOx нь электрон болон цоорхойг хол байлгаж, электронуудыг зайны хэлхээнд шилжүүлдэг.
Эхнээс нь бүрэн угсарсан энэхүү нарны батарей нь нарны гэрлийн дуурайлганд өртөхөд сайн ажилладаг болохыг тогтоожээ.Энэхүү батерейнд ашигласан гетероструктурын электродын найрлагыг дамжуулагч электрон микроскопоор мөн сайтар судалсан.Судалгааны зохиогчид одоогоор MoS2 ба MoOx нь литийн анодтой хамт ажиллаж, улмаар гүйдэл үүсгэдэг механизмыг илрүүлэхээр ажиллаж байна.Энэхүү нарны зай нь гэрэлд мэдрэмтгий материалыг гэрэлд илүү сайн харьцдаг ч литийн ион батерейг бүрэн цэнэглэх хамгийн оновчтой гүйдлийг бий болгож чадаагүй байна.Энэ зорилгын үүднээс TN Narayanan-ийн лаборатори ийм гетероструктурт электродууд нь өнөөгийн нарны батерейны сорилтыг шийдвэрлэх замыг хэрхэн нээж болохыг судалж байна.
Шуудангийн цаг: 2022 оны 5-р сарын 11