Fluffy कार्बन इलेक्ट्रोड लिथियम हवा बैटरी वास्तविकता के करीब लाने

दस गुना अधिक शक्ति लिथियम आयन से - लेकिन बंद अभी भी दस साल:। एक शराबी कार्बन इलेक्ट्रोड कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में वैज्ञानिकों ने एक कदम एक व्यावहारिक लिथियम एयर बैटरी उत्पादन के करीब लाया गया है, लेकिन कई तकनीकी चुनौतियां बनी रहती हैं।

आज की लिथियम-आयन बैटरी हल्की हैं, लेकिन वे चार्ज करने के लिए भारी हैं। अन्य बैटरी रसायनविदों में बेहतर ऊर्जा घनत्व होता है। सालों से, वैज्ञानिक ली-आयन के सभी फायदों के साथ बैटरी बनाने के तरीकों की तलाश में हैं, लेकिन इससे कम जगह लेती है।

लिथियम-वायु बैटरी, सैद्धांतिक ऊर्जा घनत्व के साथ ली-आयन के दस गुना, आगे के रास्ते के रूप में देखा जाता है, लेकिन प्रयोगात्मक मॉडल अब तक खराब चार्ज या निर्वहन दर और कम ऊर्जा दक्षता के साथ अस्थिर साबित हुए हैं। इससे भी बदतर, वे केवल शुद्ध ऑक्सीजन में संचालित किया जा सकता है, उन्हें एक सामान्य वातावरण में उपयोग के लिए अव्यावहारिक बना रही है।

वायुमंडलीय समस्या अभी भी हल नहीं है, लेकिन एक कागज पत्रिका शुक्रवार को साइंस में प्रकाशित में, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में शोधकर्ताओं का वर्णन है कि वे कैसे लिथियम आयोडाइड जोड़ने और ग्राफीन की चादरों से बने एक शराबी कार्बन इलेक्ट्रोड का उपयोग करके स्थिरता और दक्षता समस्याओं में से कुछ को हल किया है।

ली-आयन बैटरी में सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड एक धातु ऑक्साइड की और ग्रेफाइट की क्रमश: बना रहे हैं। एक लिथियम नमक एक इलेक्ट्रोलाइट के रूप में एक कार्बनिक विलायक कृत्यों में भंग कर दिया, दो इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम आयनों को ले जाने।

ताओ लियू, क्लेयर पी ग्रे और कैम्ब्रिज में सहयोगियों द्वारा विकसित लिथियम बैटरी हवा में कार्बन इलेक्ट्रोड से बना है ग्राफीन की एक झरझरा प्रपत्र।

वे बनाने और क्रिस्टलीय लिथियम हाइड्रोक्साइड (LiOH) को हटाने के बजाय लिथियम अन्य लिथियम बैटरी हवा डिजाइन में इस्तेमाल किया पेरोक्साइड से से प्रभारी स्टोर करने के लिए चुना है।

लिथियम आयोडाइड जोड़ने वे से बचने के लिए सक्षम थे द्वारा अनचाहे रासायनिक प्रतिक्रियाओं में से कई जो धीरे-धीरे पिछले डिजाइनों को जहर कर चुके हैं। इससे कई चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों के बाद भी सेल की स्थिरता में सुधार हुआ। अब तक, वे 2000 बार सेल को रिचार्ज करने में सक्षम हैं।

यह और उनके डिजाइन में अन्य बदलावों ने ली-आयन कोशिकाओं के साथ चार्ज और डिस्चार्ज के बीच वोल्टेज अंतर को लगभग 0.2 वोल्ट की तुलना में रखने की अनुमति दी अन्य लिथियम वायु डिजाइनों के लिए 0.5-1V तक। वे कहते हैं, उनके सेल 93 प्रतिशत ऊर्जा कुशल बनाता है।

बैटरी के व्यावसायिक उत्पादन में प्रवेश करने से पहले, कई समस्याओं को हल करने के लिए अभी भी समस्याएं हल हो रही हैं। इसकी क्षमता चार्ज और डिस्चार्ज की दर पर अत्यधिक निर्भर है, और यह अभी भी डेंडर्राइट्स, शुद्ध लिथियम के तंतुओं के गठन के लिए अतिसंवेदनशील है जो बैटरी के इलेक्ट्रोड को शॉर्ट-सर्किट कर सकती है और विस्फोट का कारण बन सकती है। वायु की समस्या भी है, जिसमें प्रयोगात्मक सेल की शुद्ध ऑक्सीजन के अतिरिक्त नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प होता है।