പ്രകടനം, ചെലവ് അല്ലെങ്കിൽ സുരക്ഷാ പരിഗണനകൾ എന്നിവ പരിഗണിക്കാതെ തന്നെ, ഫോസിൽ എനർജി മാറ്റി പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളിലേക്കുള്ള പാത സാക്ഷാത്കരിക്കുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും മികച്ച ചോയ്സ് സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികളാണ്.
LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4 തുടങ്ങിയ കാഥോഡ് സാമഗ്രികളുടെ ഉപജ്ഞാതാവെന്ന നിലയിൽ, ഗുഡ്‌നഫ് ഈ മേഖലയിൽ അറിയപ്പെടുന്നു.ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾയഥാർത്ഥത്തിൽ "ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ പിതാവ്" ആണ്.
നേച്ചർ ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സിൽ അടുത്തിടെ ഒരു ലേഖനത്തിൽ, 96 വയസ്സുള്ള ജോൺ ബി.
1970-കളിൽ അമേരിക്കയിൽ എണ്ണ പ്രതിസന്ധി പൊട്ടിപ്പുറപ്പെട്ടു. എണ്ണ ഇറക്കുമതിയെ അമിതമായി ആശ്രയിക്കുന്നത് മനസ്സിലാക്കിയ ഗവൺമെൻ്റ് സൗരോർജ്ജവും കാറ്റ് ഊർജ്ജവും വികസിപ്പിക്കാനുള്ള വലിയ ശ്രമം ആരംഭിച്ചു. സൗരോർജ്ജത്തിൻ്റെയും കാറ്റിൻ്റെയും ഇടയ്ക്കിടെയുള്ള ഊർജ്ജം കാരണം,റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികൾഈ പുനരുപയോഗിക്കാവുന്നതും ശുദ്ധവുമായ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകൾ സംഭരിക്കാൻ ഒടുവിൽ ആവശ്യമായി വന്നു.
റിവേഴ്‌സിബിൾ ചാർജിംഗിനും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നതിനുമുള്ള താക്കോൽ രാസപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ റിവേഴ്‌സിബിലിറ്റിയാണ്!
അക്കാലത്ത്, റീചാർജ് ചെയ്യാനാവാത്ത മിക്ക ബാറ്ററികളും ലിഥിയം നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡുകളും ഓർഗാനിക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളും ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികൾ നേടുന്നതിനായി, എല്ലാവരും ലിഥിയം അയോണുകളെ ലേയേർഡ് ട്രാൻസിഷൻ മെറ്റൽ സൾഫൈഡ് കാഥോഡുകളിലേക്ക് റിവേഴ്‌സിബിൾ എംബഡിംഗ് ചെയ്യാൻ തുടങ്ങി. ExxonMobil-ലെ സ്റ്റാൻലി വിറ്റിംഗ്ഹാം കണ്ടെത്തി, റിവേഴ്‌സിബിൾ ചാർജിംഗും ഡിസ്‌ചാർജിംഗും ലെയേർഡ് TiS2 കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലായി ഉപയോഗിച്ച് ഇൻ്റർകലേഷൻ കെമിസ്ട്രി വഴി നേടാനാകുമെന്ന് കണ്ടെത്തി, ഡിസ്ചാർജ് ഉൽപ്പന്നം LiTiS2 ആണ്.
1976-ൽ വിറ്റിംഗ്ഹാം വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഈ സെൽ നല്ല പ്രാരംഭ കാര്യക്ഷമത കൈവരിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, ചാർജിംഗിൻ്റെയും ഡിസ്ചാർജ്ജിൻ്റെയും നിരവധി ആവർത്തനങ്ങൾക്ക് ശേഷം, സെല്ലിനുള്ളിൽ ലിഥിയം ഡെൻഡ്രൈറ്റുകൾ രൂപപ്പെട്ടു, ഇത് നെഗറ്റീവ് മുതൽ പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിലേക്ക് വളർന്നു, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിനെ ജ്വലിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ ശ്രമം വീണ്ടും പരാജയത്തിൽ കലാശിച്ചു!
അതേസമയം, ഓക്‌സ്‌ഫോർഡിലേക്ക് മാറിയ ഗുഡ്‌നഫ്, ഘടന മാറുന്നതിന് മുമ്പ് ലേയേർഡ് LiCoO2, LiNiO2 കാഥോഡ് പദാർത്ഥങ്ങളിൽ നിന്ന് പരമാവധി എത്ര ലിഥിയം ഡീ-എംബെഡ് ചെയ്യാൻ കഴിയുമെന്ന് അന്വേഷിക്കുകയായിരുന്നു. അവസാനം, കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലിൽ നിന്ന് ലിഥിയത്തിൻ്റെ പകുതിയിലധികം റിവേഴ്‌സിബിൾ ഡി-എംബെഡിംഗ് അവർ നേടി.
ഈ ഗവേഷണം ഒടുവിൽ ആദ്യത്തേത് തയ്യാറാക്കാൻ അസാഹികാസിയിലെ അകിര യോഷിനോയെ നയിച്ചുറീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററി: LiCoO2 പോസിറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡും ഗ്രാഫിറ്റിക് കാർബൺ നെഗറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡും. സോണിയുടെ ആദ്യകാല സെൽ ഫോണുകളിൽ ഈ ബാറ്ററി വിജയകരമായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു.
ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനും സുരക്ഷ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും വേണ്ടി. ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് പോലെ സോളിഡ് ഉള്ള ഓൾ സോളിഡ് റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററി ഭാവി വികസനത്തിന് ഒരു പ്രധാന ദിശയാണെന്ന് തോന്നുന്നു.
1960-കളുടെ തുടക്കത്തിൽ തന്നെ, യൂറോപ്യൻ രസതന്ത്രജ്ഞർ ലിഥിയം അയോണുകളെ ലേയേർഡ് ട്രാൻസിഷൻ മെറ്റൽ സൾഫൈഡ് വസ്തുക്കളിലേക്ക് റിവേഴ്‌സിബിൾ എംബഡ് ചെയ്യുന്നതിൽ പ്രവർത്തിച്ചു. അക്കാലത്ത്, റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികൾക്കുള്ള സാധാരണ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ പ്രധാനമായും H2SO4 അല്ലെങ്കിൽ KOH പോലുള്ള ശക്തമായ അമ്ലവും ആൽക്കലൈൻ ജലീയവുമായ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളായിരുന്നു. കാരണം, ഈ ജലീയ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിൽ H+ ന് നല്ല ഡിഫ്യൂസിവിറ്റി ഉണ്ട്.
അക്കാലത്ത്, ഏറ്റവും സ്ഥിരതയുള്ള റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികൾ നിർമ്മിച്ചത്, ലെയേർഡ് NiOOH കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലായും ശക്തമായ ആൽക്കലൈൻ ജലീയ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റായും ഉപയോഗിച്ചാണ്. നി(OH)2 രൂപീകരിക്കുന്നതിനായി ലേയേർഡ് NiOOH കാഥോഡിൽ h+ വിപരീതമായി ഉൾച്ചേർക്കാവുന്നതാണ്. ജലീയ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ബാറ്ററിയുടെ വോൾട്ടേജ് പരിമിതപ്പെടുത്തി, ഇത് കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് കാരണമായി.
1967-ൽ, ഫോർഡ് മോട്ടോർ കമ്പനിയിലെ ജോസഫ് കുമ്മറും നീൽവെബറും 300 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു മുകളിലുള്ള സെറാമിക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളിൽ Na+ ന് നല്ല ഡിഫ്യൂഷൻ ഗുണങ്ങളുണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി. പിന്നീട് അവർ ഒരു Na-S റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററി കണ്ടുപിടിച്ചു: നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡായി ഉരുകിയ സോഡിയവും പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡായി കാർബൺ ബാൻഡുകളുള്ള ഉരുകിയ സൾഫറും. തൽഫലമായി, അവർ ഒരു Na-S റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററി കണ്ടുപിടിച്ചു: നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡായി ഉരുകിയ സോഡിയം, പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡായി കാർബൺ ബാൻഡ് അടങ്ങിയ ഉരുകിയ സൾഫർ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റായി സോളിഡ് സെറാമിക്. എന്നിരുന്നാലും, 300 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൻ്റെ പ്രവർത്തന താപനില ഈ ബാറ്ററിയെ വാണിജ്യവത്ക്കരിക്കുന്നത് അസാധ്യമാക്കി.
1986-ൽ, നാസികോൺ ഉപയോഗിച്ച് ഡെൻഡ്രൈറ്റ് ഉൽപ്പാദനം കൂടാതെ ഒരു സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ലിഥിയം ബാറ്ററി ഗുഡ്ഇനഫ് തിരിച്ചറിഞ്ഞു. നിലവിൽ, സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ലിഥിയം, സോഡിയം ബാറ്ററികൾ നാസികോൺ പോലെയുള്ള സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ബാറ്ററികൾ വാണിജ്യവൽക്കരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.
2015-ൽ, പോർട്ടോ സർവകലാശാലയിലെ മരിയ ഹെലേന ബ്രാഗയും ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിൽ നിലവിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഓർഗാനിക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന ലിഥിയം, സോഡിയം അയോൺ ചാലകത എന്നിവയുള്ള ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പോറസ് ഓക്സൈഡ് സോളിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് പ്രദർശിപ്പിച്ചു.
ചുരുക്കത്തിൽ, പ്രകടനം, ചെലവ് അല്ലെങ്കിൽ സുരക്ഷാ പരിഗണനകൾ എന്നിവ കണക്കിലെടുക്കാതെ, ഫോസിൽ എനർജി മാറ്റി പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളിലേക്കുള്ള പാത സാക്ഷാത്കരിക്കുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും മികച്ച ചോയ്സ് സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികളാണ്!
പോസ്റ്റ് സമയം: ഓഗസ്റ്റ്-25-2022