دا د انرژي ډک بیټرۍ په سخته سړه او تودوخه کې ښه کار کوي

د کالیفورنیا سان ډیاګو پوهنتون انجینرانو د لیتیم آئن بیټرۍ رامینځته کړې چې په یخ یخ او ګرمې تودوخې کې ښه فعالیت کوي ، پداسې حال کې چې ډیره انرژي بسته کوي.څیړونکو دا کار د یو الیکټرولایټ په جوړولو سره سرته ورساوه چې نه یوازې د تودوخې په پراخه لړۍ کې هر اړخیز او قوي دی ، بلکه د لوړې انرژي انود او کیتوډ سره هم مطابقت لري.
د تودوخې مقاومت لرونکي بیټرۍپه یوه مقاله کې تشریح شوي چې د جولای د 4 په اونۍ کې د علومو ملي اکاډمۍ (PNAS) پروسې کې خپره شوې.
دا ډول بیټرۍ کولی شي په سړه هوا کې بریښنایی موټرو ته اجازه ورکړي چې په یوه چارج کې لرې سفر وکړي؛دوی کولی شي د یخولو سیسټمونو اړتیا هم کمه کړي ترڅو په ګرم اقلیم کې د موټرو د بیټرۍ کڅوړې له ډیر تودوخې څخه وساتي ، ژینګ چن وویل ، د UC سان ډیاګو جیکبز انجینرۍ ښوونځي کې د نانو انجینرۍ پروفیسور او د مطالعې لوړ پوړی لیکوال.
"تاسو په هغو سیمو کې د تودوخې لوړې عملیاتو ته اړتیا لرئ چیرې چې د محیطي تودوخې درې چنده ته رسیدلی شي او سړکونه نور هم ګرم شي.په بریښنایی موټرو کې ، د بیټرۍ کڅوړې معمولا د فرش لاندې وي ، دې ګرمو سړکونو ته نږدې وي ، "چن تشریح کړه ، چې د UC سان ډیاګو دوامداره بریښنا او انرژي مرکز پوهنځي غړی هم دی."همدارنګه، بیټرۍ یوازې د عملیاتو په جریان کې د اوسني جریان څخه ګرمیږي.که چیرې بیټرۍ په لوړه تودوخه کې دا تودوخه نشي زغملی، نو د دوی فعالیت به په چټکۍ سره خراب شي.
په ازموینو کې، د تصور ثبوت بیټرۍ په ترتیب سره د دوی د انرژي ظرفیت 87.5٪ او 115.9٪ په -40 او 50 C (-40 او 122 F) کې ساتلي.دوی په دې تودوخې کې په ترتیب سره د 98.2٪ او 98.7٪ لوړ کولمبیک موثریت هم درلود ، پدې معنی چې بیټرۍ کولی شي د کار کولو څخه دمخه ډیر چارج او خارج شي.
هغه بیټرۍ چې چین او همکارانو یې رامینځته کړې د دوی الیکټرولایټ څخه مننه د یخ او تودوخې دواړه برداشت کوي.دا د لیتیم مالګې سره د ډیبیوټیل ایتر د مایع محلول څخه جوړ شوی.د dibutyl ether په اړه یوه ځانګړې ځانګړتیا دا ده چې د هغې مالیکولونه په کمزوري توګه د لیتیم آئنونو سره تړلي دي.په بل عبارت، الکترولیت مالیکولونه کولی شي په اسانۍ سره د لیتیم ایونونو څخه لاړ شي لکه څنګه چې بیټرۍ چلیږي.دا کمزوری مالیکول تعامل، څیړونکو په تیرو څیړنو کې موندلی و، د صفر په فرعي حرارت کې د بیټرۍ فعالیت ښه کوي.برسېره پردې، ډیبیوټیل ایتر کولی شي په اسانۍ سره تودوخه واخلي ځکه چې دا په لوړه تودوخه کې مایع پاتې کیږي (دا د 141 C، یا 286 F د تودوخې نقطه لري).
د لیتیم سلفر کیمیا ثبات
هغه څه چې د دې الیکټرولایټ په اړه هم ځانګړی دی دا دی چې دا د لیتیم سلفر بیټرۍ سره مطابقت لري، دا د بیا چارج وړ بیټرۍ یو ډول دی چې د لیتیم فلز څخه جوړ شوی انود او د سلفر څخه جوړ کیتوډ لري.د لیتیم سلفر بیټرۍ د راتلونکي نسل بیټرۍ ټیکنالوژیو لازمي برخه ده ځکه چې دوی د لوړ انرژي کثافت او ټیټ لګښتونو ژمنه کوي.دوی کولی شي د نن ورځې لیتیم آئن بیټرۍ په پرتله په هر کیلوګرام کې دوه چنده ډیر انرژي ذخیره کړي - دا کولی شي د بیټرۍ کڅوړې وزن کې کوم زیاتوالی پرته د بریښنایی موټرو رینج دوه چنده کړي.همدارنګه، سلفر د کوبالټ په پرتله چې په دودیز لیتیم آئن بیټرۍ کیتوډونو کې کارول کیږي د سرچینې لپاره خورا ډیر او لږ ستونزمن دی.
مګر د لیتیم سلفر بیټرۍ سره ستونزې شتون لري.کیتوډ او انود دواړه ډیر غبرګوني دي.د سلفر کیتوډونه دومره عکس العمل لري چې دوی د بیټرۍ عملیاتو په جریان کې منحل کیږي.دا مسله په لوړه تودوخه کې خرابیږي.او د لیتیم فلزي انوډونه د ستنې په څیر جوړښتونو رامینځته کولو خطر لري چې د ډینډرایټ په نوم یادیږي چې کولی شي د بیټرۍ برخې سوري کړي او د لنډ سرکټ لامل شي.د پایلې په توګه، د لیتیم سلفر بیټرۍ یوازې تر لسو دورو پورې دوام کوي.
"که تاسو د لوړ انرژي کثافت سره بیټرۍ غواړئ ، نو تاسو معمولا اړتیا لرئ خورا سخت ، پیچلي کیمیا وکاروئ ،" چن وویل."لوړ انرژي پدې معنی ده چې ډیر عکس العملونه پیښیږي ، پدې معنی چې لږ ثبات ، ډیر تخریب.د لوړې انرژي بیټرۍ رامینځته کول چې مستحکم وي پخپله یو ستونزمن کار دی - د تودوخې پراخه لړۍ له لارې د دې کولو هڅه کول لاهم ننګونه ده.
د UC سان ډیاګو ټیم لخوا رامینځته شوی dibutyl ether electrolyte د دې مسلو مخه نیسي ، حتی په لوړه او ټیټه تودوخه کې.هغه بیټرۍ چې دوی یې ازموینه کړې د عادي لیتیم سلفر بیټرۍ په پرتله د سایکل چلولو ژوند ډیر اوږد و."زموږ الیکټرولایټ د کاتوډ اړخ او انود اړخ دواړو ته وده ورکولو کې مرسته کوي پداسې حال کې چې لوړ چالکتیا او انٹرفیسیل ثبات چمتو کوي ،" چین وویل.
ټیم همدارنګه د سلفر کیتوډ انجینر کړی ترڅو د پولیمر سره د پیوند کولو له لارې ډیر مستحکم وي.دا په الکترولیت کې د ډیر سلفر د تحلیل مخه نیسي.
په راتلونکو ګامونو کې د بیټرۍ کیمیا اندازه کول، حتی په لوړه تودوخې کې د کار کولو لپاره غوره کول او د دورې ژوند نور هم پراخول شامل دي.
کاغذ: "د تودوخې مقاومت لرونکي لیتیم سلفر بیټرۍ لپاره د محلول انتخاب معیارونه."په شریک لیکوالانو کې ګووروی کای، جان هولوبیک، مینګکیان لی، هونګپینګ ګاو، ییجي ین، سیسین یو، هاوډونګ لیو، ټډ اې پاسکل او پینګ لیو شامل دي، ټول په UC سان ډیاګو کې.
دا کار د NASA د فضا ټیکنالوژۍ څیړنې وړیا مرستې پروګرام (ECF 80NSSC18K1512)، د UC سان ډیاګو د موادو د څیړنې ساینس او ​​​​انجنیري مرکز (MRSEC، د DMR-2011924 وړیا مرستې) له لارې د ملي ساینس بنسټ لخوا مالتړ شوی و. د پرمختللي بیټرۍ موادو څیړنیز پروګرام (د بیټرۍ 500 کنسورشیم، قرارداد DE-EE0007764) له لارې د متحده ایالاتو د انرژۍ وزارت د وسایطو ټیکنالوژي.دا کار په UC سان ډیاګو کې د سان ډیاګو نانو ټیکنالوژۍ زیربنا (SDNI) کې ترسره شوی ، د ملي نانو ټیکنالوژۍ همغږي شوي زیربنا غړی چې د ملي ساینس فاونډیشن لخوا ملاتړ کیږي (د ECCS-1542148 مرسته).