Feng Lin və Louis Madsenin rəhbərlik etdiyi kimyaçılar qrupu, hüceyrənin dərinliklərində basdırılmış sıx, çətin ləkələr olan batareya interfeyslərini görmək üçün bir yol tapdı. Araşdırmanın nəticələri Nature Nanotechnology jurnalında dərc olunub .

Kimya aspirantı və tədqiqatın ilk müəllifi Jungki Min, “İnterfeyslərdə böyük, uzun müddətdir davam edən problemlər var” dedi. “Biz həmişə bu basdırılmış səthlər üzərində daha yaxşı nəzarət əldə etməyə çalışırıq.”

Komanda üzvünün işləyən batareyanın içərisinə baxmağa imkan verən yeni görüntüləmə texnikasını kəşf etməsi təsadüfən baş verdi. Onlar əvvəlcə elektrolit materialının yeni formulasına baxırdılar.

Ən yaxşı akkumulyator batareyası

Mənfi və müsbət elektrodlar arasında sıxışdırılmış elektrolit, batareyanı doldurmaq və boşaltmaq üçün ionlar adlanan yüklü hissəcikləri irəli və geri daşıyan doldurmadır.

Elektrolitlər duzları, həllediciləri və əlavələri əhatə edən bir çox mümkün komponent birləşmələrinə malikdir. Onlar maye, bərk, gel kimi və ya hətta çoxfazalı ola bilər, yəni şəraitdən asılı olaraq material sərtdən elastikə keçə bilər.

Bəs yük daşımaq kimi kritik vəzifə üçün istifadə ediləcək ən yaxşı material hansıdır?

Bu, hazırda elmin ən böyük suallarından biridir və bu, həddindən artıq temperaturda sabit ola bilən daha uzun ömürlü yüksək enerjili akkumulyatorların yaradılmasının açarıdır – bütün vacib keyfiyyətlər – gələcək nəsil elektrik nəqliyyat vasitələri, elektrik cihazları və süni intellekt kimi akkumulyatorla işləyən digər texnologiyalar.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&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=1743502710&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-03-dud-battery.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC44OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNC4wLjY5OTguODkiXSxbIk5vdDpBLUJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMzQuMC42OTk4Ljg5Il1dLDBd&dt=1743502706965&bpp=1&bdt=795&idt=526&shv=r20250327&mjsv=m202503270201&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1743502696%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1743502696%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1743502696%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0%2C1905x945&nras=2&correlator=5443311832127&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=1778&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95355973%2C95355975%2C31090665%2C95353421%2C95355310%2C95356500%2C95356504%2C31091376%2C95356787%2C95356809%2C95356929&oid=2&pvsid=2058374667030479&tmod=1491905368&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=3855

Enerjinin getdiyi yerdə yox olur

Bu suala cavab vermək üçün Lin və Madsen çoxfazalı polimer elektrolit adlanan və adi batareyalardan daha təhlükəsiz və ucuz olmaqla yanaşı, eyni ölçülü batareyada daha çox enerji saxlamaq potensialına malik olan bir şeyə baxdılar.

Madsenin laboratoriyası 2015-ci ildə molekulyar ion kompozit adlanan çoxfazalı elektrolit kəşf etdi . Madsen və Lin tədqiqat qrupları bu formulaya əsasən litium və natrium batareyaları yaratmaq üçün birlikdə işləyir və ardıcıl təkmilləşdirmələr aparırlar.

Ancaq bir neçə xəbərdarlıq var: Batareyalar , Bermud Üçbucağında, interfeyslərdə elektrolit və elektrodların birləşdiyi yerdə cücərən qəribə böyümələr və faydasız davranışlarla üzləşir .

İnterfeyslər haqqında fikir

Qeyri-adi interfeys davranışına nəyin səbəb olduğunu başa düşmək üçün Min son bir neçə il ərzində Brookhaven Milli Laboratoriyasına çoxlu səfərlər etdi.

Brookhaven’in tender enerji rentgen şüaları xətti meteoritlər və göbələklər kimi şeyləri təhlil etmək üçün çox istifadə olunur. Lakin heç kim ondan polimer elektrolitlərinə baxmaq üçün istifadə etməmişdi.

Tədqiqatçıların tapdıqları, digər görüntüləmə üsullarının nəticələri ilə birlikdə onlara problemlərin mənbəyini müəyyən etməyə imkan verdi: Memarlıq dəstək sisteminin bir hissəsi batareyanın dövriyyəsi zamanı deqradasiyaya uğradı və nəticədə uğursuzluğa səbəb oldu.

Ancaq bu, sadə bir diaqnozdan daha çox şeydir.

Bundan sonra tədqiqatçılar bu texnikadan nəhayət, həm mürəkkəb quruluşu, həm də basdırılmış interfeyslərin kimyəvi reaksiyalarını görmək üçün istifadə edə bilərlər.

Leo və Melva Harris fakültəsinin əməkdaşı olan Lin, “Bu, ölkə daxilində çoxsaylı tədqiqat laboratoriyaları arasında böyük əməkdaşlıq olmuşdur” dedi. “İndi möhkəm polimer batareyalarda interfeyslərin və interfazaların daha yaxşı dizaynı üçün bizə rəhbərlik edəcək yaxşı mexaniki mənzərəmiz var.”

Ətraflı məlumat: Yüksək potensiallı litium batareyalarda elektrod|çoxfazalı polimer elektrolit interfeyslərində heterojenliyin təsirinin araşdırılması, Təbiət Nanotexnologiyası (2025). DOI: 10.1038/s41565-025-01885-5

Jurnal məlumatı: Təbiət Nanotexnologiyası Virginia Tech tərəfindən təmin edilmişdir