Batareyanın iki terminalı arasında yüklənmiş hissəcikləri irəli və geri daşıyan komponent olan akkumulyator elektrolitlərinin yaradılması həmişə mübadilə olmuşdur.

Bərk vəziyyətdə olan qeyri-üzvi elektrolitlər hissəcikləri son dərəcə səmərəli şəkildə hərəkət etdirir, lakin bərk və qeyri-üzvi olması onların həm də kövrək, işləmək və terminallarla problemsiz birləşdirmək çətin olduğunu bildirir. Polimer elektrolitləri ilə işləmək xəyaldır, ancaq yüklənmiş ionları da hərəkət etdirməyin.

Hibrid elektrolitlər yaratmaq üçün ikisini qarışdırmaq, yaxşı, qarışıq nəticələr yaradır.

“Bir dilemma var. Hibrid qeyri-üzvi və polimerdən yaxşı mexaniki xassələrdən daha yüksək ion keçiriciliyi baxımından hər iki dünyanın ən yaxşısıdır, yoxsa onların ən pis xüsusiyyətlərinin birləşməsidir?” dedi Yrd. Çikaqo Pritzker Molekulyar Mühəndislik Məktəbindən (UChicago PME) professor Chibueze Amanchukwu.

Amanchukwu Laboratoriyasının yeni texnikası qeyri-üzvi və polimer elektrolitləri eyni vaxtda, eyni qabda qurur. Bu “bir qazan” in-situ metodu qeyri-üzvi bərk maddələrin keçiriciliyini polimerlərin elastikliyi ilə birləşdirərək idarə olunan, homojen qarışıq yaradır.

” Litium metal batareyaları hazırladığınız zaman in-situ metodu fiziki qarışdırma metodundan xeyli üstündür” dedi Amanchukwu.

Onların işləri Materials Chemistry jurnalında dərc olunub .

Tədqiqat akkumulyator elektrolitlərinə yönəldilsə də, yeni texnika yarımkeçirici tədqiqatlar, elektronika, sənaye örtükləri, mastiklər və hibrid materiallara əsaslanan hər hansı digər sahələrə təsir göstərəcək .

Birinci müəllif Priyadarşini Mirmira, “Təsəvvür edək ki, siz geyilə bilən elektronika kimi çox yaxşı uzanan və dönə-dönə bilən bir şey istəyirsiniz. Siz edə biləcəyiniz şey polimeri elə mühəndisləşdirməkdir ki, həmin materialla mexaniki elastikliyə sahibsiniz”.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=2793866484&adk=1121470953&adf=746485419&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1741330407&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-03-pot-technique-inorganic-polymer-battery.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xNDIiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl1dLDBd&dt=1741330407038&bpp=1&bdt=62&idt=54&shv=r20250305&mjsv=m202503040101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1741328046%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1741328046%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1741328046%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7007946243559&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1819&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090665%2C95332926%2C95354313%2C95354325%2C95354337%2C31090775%2C95353783&oid=2&pvsid=3750115927180808&tmod=1225869753&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=59

Axınları birləşdirmək

Hibrid materialların hazırlanması hazırda iki sintez axınını əhatə edir. Qeyri-üzvi və polimer materiallar ayrı-ayrılıqda hazırlanır, hətta hər ikisi eyni anda sintez olunur – onda iki materialı birlikdə qarışdırmaq üçün əlavə vaxt lazımdır.

Bu laboratoriyada qıcıqlandırıcıdır, lakin kütləvi istehsal tərəzi sənayesində iqtisadi maneə tələb olunur.

“Sənaye nöqteyi-nəzərindən bunu genişləndirməyə çalışmaq həqiqətən çətin və bahalıdır” dedi Mirmira. “Əgər ikisini bir qabda hazırlaya bilsəniz, indi hibrid materialı hazırlamaq üçün lazım olan əməyi azaltmış olursunuz.”

Yüksək texnologiyalı sintetik materialların qarışdırılması yulaf ezmesi-topaqların qarışdırılması ilə eyni problemlər yaradır. Laxtalanmış, topaqlı qarışıq səmərəsiz batareyalar, yığılmış mastiklər və daha az faydalı elektronika deməkdir.

“Mən tozu, keramika hazırladım, polimer hazırladım, icazə verin, onları qarışdırım” dedi Amanchukwu. “Məsələ budur: Yaxşı qarışığı nə edir? Yaxşı qarışdırmaq istəyirsiniz? İstəmirsiniz? Hissəciklər yığılırmı? Onlar deyilmi?”

Materialları bir qabda birləşdirmək təkcə mükəmməl fiziki qarışığı yaratmır, həm də komanda bəzi materialların kimyəvi cəhətdən birləşdiyini də gördü.

“Qeyri-üzvi prekursorun və polimer prekursorunun bəzi birləşmələri üçün, qeyri-üzvi və polimer arasında kimyəvi əlaqə mənasını verən çarpaz əlaqənin sübutunu gördük ” dedi Amanchukwu. “Bu, bizi həyəcanlandıran yeni materiallar kimyasıdır.”

Çoxlu proqramlar

Kağız litium batareyalara diqqət yetirdi, çünki onlar EV-lərdə, şəbəkə saxlama və digər tətbiqlərdə ən çox yayılmışdır. Lakin texnika litiumun daha ucuz, daha zəngin alternativi kimi irəliləyən natrium batareyaları ilə də işləyə bilər.

“Həqiqətən də qeyri-üzvi reaktivlərdən birini natrium batareyası hüceyrəsinə də tətbiq etmək üçün dəyişdirmək məsələsidir” dedi Mirmira.

Mirmira bildirib ki, bir qazanlı prosesi sənaye istehsalı üçün lazım olan səviyyələrə çatdırmaq “tənzimləmək üçün bir neçə fərqli düymə tələb edəcək”. Proses tamamilə havasız olmalıdır, başlanğıc üçün, arqon və ya başqa bir inert qaz altında işlənmişdir. Bunu laboratoriyada saxlamaq zavod mərtəbəsindən daha asandır.

İkincisi, qazan isti olur. Sənaye səviyyələrinə çatmaq üçün dəqiq tənzimləmə tələb olunur – gəmi polimeri sintez etmək üçün kifayət qədər isti olmalıdır, lakin materialların deqradasiya temperaturunu keçəcək qədər isti olmamalıdır.

“Bu reaksiyanı genişləndirəndə daha çox material əldə edəcəksən, gəmi daha da istiləşəcək, mahiyyətcə,” Mirmira dedi. “Beləliklə, temperatur nəzarəti ilə bağlı narahat olmalısınız .”

Bu maneələr aradan qaldırıldıqdan sonra tədqiqat iqtisadi və kimyəvi cəhətdən səmərəli şəkildə yaradılmış mükəmməl, homojen hibridlərə gətirib çıxaracaqdır.

“Tamamilə inteqrasiya olunmuş qeyri-üzvi polimer materialına sahib olmaq üçün bu cür nəzarət həll etməyə çalışdığımız bir problem idi və əldə edə bildiyimiz olduqca gözəl bir şey idi” dedi Mirmira.

Daha çox məlumat: Priyadarshini Mirmira et al, Konformal Hibrid Sulfid Tipli Bərk Hal Elektrolitləri üçün In Situ Qeyri-üzvi və Polimer Sintezi, Materialların Kimyası (2025). DOI: 10.1021/acs.chemmater.4c02835

Jurnal məlumatı: Materialların Kimyası Çikaqo Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir