कॉर्नेल विश्वविद्यालय के इंजीनियरों ने एक नई लिथियम बैटरी विकसित की है जो पांच मिनट में चार्ज हो जाती है, जो बाजार में उपलब्ध किसी भी समान बैटरी की तुलना में तेज़ है, जबकि लंबे चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों पर स्थिर प्रदर्शन बनाए रखती है। यह सफलता उन ड्राइवरों की "रेंज चिंता" को कम कर सकती है जो चिंतित हैं कि इलेक्ट्रिक वाहन रिचार्ज करने में समय लगाए बिना लंबी दूरी की यात्रा नहीं कर सकते हैं।
प्रोजेक्ट की देखरेख कर रहे कॉर्नेल यूनिवर्सिटी के स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग के इंजीनियरिंग प्रोफेसर और डीन लिंडन आर्चर ने कहा, "बैटरी लागत और प्रदर्शन जैसी अन्य बाधाओं की तुलना में रेंज की चिंता परिवहन विद्युतीकरण में एक बड़ी बाधा है।" "यदि आप एक इलेक्ट्रिक वाहन की बैटरी को पांच मिनट में चार्ज कर सकते हैं, तो आपको 300-मील रेंज वाली बैटरी की आवश्यकता नहीं होगी, आप एक छोटी बैटरी चुन सकते हैं, जो इलेक्ट्रिक वाहनों की लागत को कम कर सकती है और व्यापक रूप से अपनाने को सक्षम कर सकती है।"
टीम का पेपर हाल ही में जूल जर्नल में प्रकाशित हुआ था। पेपर के पहले लेखक जिन शुओ हैं, जो केमिकल और बायोमोलेक्यूलर इंजीनियरिंग में डॉक्टरेट छात्र हैं।
लिथियम-आयन बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों और स्मार्टफ़ोन में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली बिजली इकाइयों में से एक है। बैटरियां हल्की, विश्वसनीय और अपेक्षाकृत ऊर्जा कुशल हैं। हालाँकि, उन्हें चार्ज होने में घंटों लग जाते हैं और उनमें बड़े करंट उछाल को संभालने की क्षमता नहीं होती है।
शोधकर्ताओं ने पता लगाया है कि तेजी से चार्ज होने वाली बैटरियों के लिए इंडियम एक विशेष रूप से आशाजनक सामग्री है। इंडियम एक नरम धातु है जिसका उपयोग मुख्य रूप से टच स्क्रीन डिस्प्ले और सौर पैनलों के लिए इंडियम टिन ऑक्साइड कोटिंग्स के निर्माण में किया जाता है।
नए शोध से पता चलता है कि इंडियम में बैटरी एनोड के रूप में दो प्रमुख विशेषताएं हैं: एक बेहद कम माइग्रेशन ऊर्जा बाधा, जो ठोस अवस्था में आयनों की प्रसार गति निर्धारित करती है, और एक मध्यम विनिमय वर्तमान घनत्व, जो एनोड में आयनों की कमी गति से संबंधित है। इन दो गुणों का संयोजन, तेज़ प्रसार और धीमी सतह प्रतिक्रिया कैनेटीक्स, तेज़ चार्जिंग और दीर्घकालिक भंडारण के लिए महत्वपूर्ण है।
आर्चर ने कहा, "मुख्य नवाचार यह है कि हमने एक डिज़ाइन सिद्धांत की खोज की है जो बैटरी एनोड पर धातु आयनों को स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित करने और चार्ज स्टोरेज प्रतिक्रिया में भाग लेने से पहले सही कॉन्फ़िगरेशन ढूंढने की अनुमति देता है।" "अंतिम परिणाम यह है कि प्रत्येक चार्ज चक्र के दौरान इलेक्ट्रोड एक स्थिर रूपात्मक स्थिति में होते हैं। यही कारण है कि हमारी नई फास्ट-चार्जिंग बैटरियां हजारों चक्रों तक बार-बार चार्ज और डिस्चार्ज करने में सक्षम हैं।"
सड़क पर वायरलेस इंडक्टिव चार्जिंग के साथ मिलकर यह तकनीक बैटरी के आकार और लागत को कम कर देगी, जिससे ड्राइवरों के लिए इलेक्ट्रिक परिवहन अधिक व्यवहार्य विकल्प बन जाएगा।
हालाँकि, इसका मतलब यह नहीं है कि इंडियम एनोड परिपूर्ण या व्यावहारिक भी हैं। आर्चर ने कहा, "हालांकि यह परिणाम रोमांचक है क्योंकि यह हमें बताता है कि तेजी से चार्ज होने वाली बैटरी कैसे प्राप्त करें, इंडियम भारी है।" "यह कम्प्यूटेशनल रसायन विज्ञान मॉडलिंग के लिए एक अवसर प्रदान करता है, शायद जेनरेटिव आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस टूल का उपयोग करके, यह समझने के लिए कि अन्य हल्के पदार्थों में समान रसायन विज्ञान क्या है।" डैमक्लर की इतनी कम संख्या. उदाहरण के लिए, क्या ऐसे धातु मिश्र धातु हैं जिनका हमने कभी अध्ययन नहीं किया है जिनमें आवश्यक गुण हैं? यहीं पर मैं सहज महसूस करता हूं कि यहां एक सामान्य सिद्धांत काम कर रहा है जो किसी को भी बेहतर बैटरी एनोड डिजाइन करने की अनुमति देता है जो अत्याधुनिक की तुलना में तेज चार्जिंग दर प्राप्त करता है।"
संकलित स्रोत: ScitechDaily