سالڈ اسٹیٹ بیٹری الیکٹرولائٹ تیز رفتار لتیم آئن موصل بناتی ہے - فزکس ورلڈ

لیورپول یونیورسٹی، برطانیہ کے محققین نے ایک نئی سالڈ سٹیٹ بیٹری الیکٹرولائٹ تیار کی ہے جو لتیم آئنوں کو اتنی تیزی سے چلاتی ہے، یہ آج کی ہر جگہ موجود لیتھیم آئن بیٹریوں میں پائے جانے والے مائع الیکٹرولائٹس کا مقابلہ کر سکتی ہے۔ یہ اعلی لتیم آئن چالکتا ریچارج قابل توانائی ذخیرہ کرنے کے لیے ایک شرط ہے، لیکن یہ ٹھوس چیزوں میں غیر معمولی ہے، جو کہ دوسری صورت میں بیٹریوں کے لیے پرکشش کیونکہ وہ محفوظ اور تیز چارج ہوتی ہیں۔.

نئے الیکٹرولائٹ میں کیمیائی فارمولہ لی ہے۔₇Si₂S₇I اور ترتیب شدہ سلفائیڈ اور آئوڈائڈ آئنوں پر مشتمل ہے جو ہیکساگونل اور کیوبک کلوز پیکڈ ڈھانچے میں ترتیب دیے گئے ہیں۔ یہ ڈھانچہ مواد کو انتہائی موصل بناتا ہے کیونکہ یہ تینوں جہتوں میں لتیم آئنوں کی نقل و حرکت کو آسان بناتا ہے۔ "کوئی اس کا تصور ایک ایسے ڈھانچے کے طور پر کر سکتا ہے جو لتیم آئنوں کو نقل و حرکت کے لیے انتخاب کرنے کے لیے مزید 'آپشنز' کی اجازت دیتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ ان کے پھنس جانے کا امکان کم ہوتا ہے،" وضاحت کرتا ہے۔ میٹ روزنسکی، لیورپول کیمسٹ جس نے تحقیق کی.

صحیح خصوصیات کے ساتھ صحیح مواد

ایسے مواد کی نشاندہی کرنے کے لیے جو تحریک کی اس آزادی کو آسان بناتا ہے، Rosseinsky اور ساتھیوں نے مصنوعی ذہانت (AI) اور کرسٹل ڈھانچے کی پیشن گوئی کے ٹولز کا ایک مجموعہ استعمال کیا۔ "ہمارا اصل خیال آئن کنڈکٹرز کا ایک نیا ساختی خاندان بنانا تھا جو انٹرمیٹالک مواد کے پیچیدہ اور متنوع کرسٹل ڈھانچے سے متاثر ہو، جیسے NiZr، تاکہ لتیم آئنوں کے درمیان منتقل ہونے کے لیے ممکنہ جگہوں کی ایک وسیع رینج پیدا کی جا سکے۔" Rosseinsky وضاحت کرتا ہے AI اور دیگر سافٹ ویئر ٹولز نے ٹیم کو یہ جاننے میں مدد کی کہ کہاں دیکھنا ہے، حالانکہ "حتمی فیصلے ہمیشہ محققین کرتے تھے نہ کہ سافٹ ویئر"۔

اپنی لیبارٹری میں مواد کی ترکیب کرنے کے بعد، محققین نے اس کی ساخت کو پھیلاؤ کی تکنیکوں اور NMR اور برقی نقل و حمل کی پیمائش کے ساتھ اس کی لتیم آئن چالکتا کا تعین کیا۔ اس کے بعد انہوں نے مواد کو بیٹری سیل میں ضم کرکے تجرباتی طور پر لیتھیم آئن چالکتا کی کارکردگی کا مظاہرہ کیا۔

غیر چارٹرڈ کیمسٹری کی تلاش

Rosseinsky کی تحقیق توانائی کی زیادہ پائیدار شکلوں میں منتقلی کی حمایت کرنے کے لیے مواد کو ڈیزائن اور دریافت کرنے پر مرکوز ہے۔ اس قسم کی تحقیق میں مختلف قسم کی تکنیکیں شامل ہوتی ہیں، بشمول ڈیجیٹل اور خودکار طریقے، نئے ڈھانچے اور بانڈنگ کے ساتھ مواد کی تحقیقی ترکیب، اور حقیقی دنیا کی ایپلی کیشنز کے ساتھ مواد کی ہدف شدہ ترکیب۔ "ہمارے مطالعہ نے ان تمام سمتوں کو ایک ساتھ لایا،" وہ کہتے ہیں۔

Rosseinsky نے مزید کہا کہ ایسے مواد کو دریافت کرنا مشکل ہے جو معلوم سے مختلف ہوں، کم از کم اس لیے نہیں کہ کسی بھی امیدوار کے مواد کو تجربہ گاہ میں تجربہ کیا جانا چاہیے۔ ایک بار جب وہ اور اس کے ساتھیوں نے کسی مواد کی مصنوعی کیمسٹری کا تعین کر لیا، تو انہیں اس کی الیکٹرانک اور ساختی خصوصیات کی پیمائش کرنی چاہیے۔ اس کے لیے لامحالہ بین الضابطہ تحقیق کی ضرورت ہے: موجودہ کام میں، Rosseinsky نے اپنے ساتھیوں کے ساتھ مل کر کام کیا۔ مواد انوویشن فیکٹری، لیورہلم ریسرچ سینٹر برائے فنکشنل میٹریل ڈیزائن، سٹیفنسن انسٹی ٹیوٹ برائے قابل تجدید توانائی اور البرٹ کریو سینٹر اور اسکول آف انجینئرنگ اس کے ساتھ ساتھ اس کے اپنے کیمسٹری کا شعبہ.

بیٹری ریسرچ کے بڑے فیلڈ پر لاگو

ٹیم نے جو عمل تیار کیا، جس کی تفصیل میں ہے۔ سائنسRosseinsky کا کہنا ہے کہ، بیٹری ریسرچ کے پورے میدان میں اور اس سے آگے بھی لاگو ہو سکتا ہے۔ "ہمارے کام میں جو علم حاصل کیا گیا ہے اس بارے میں کہ ٹھوس میں تیز آئن حرکت کو کس طرح پسند کیا جائے وہ لیتھیم آئن بیٹریوں میں کام کرنے والے مادوں کے علاوہ دیگر مواد کے لیے بھی متعلقہ ہے اور یہ دیگر تکنیکوں کے لیے عام ہے جو آئن کو چلانے والے مواد پر انحصار کرتے ہیں،" وہ بتاتا ہے۔ طبیعیات کی دنیا. "اس میں پروٹون یا آکسائیڈ آئن چلانے والے مواد اور ہائیڈروجن کی پیداوار کے لیے ٹھوس ریاست کے ایندھن کے خلیات یا الیکٹرولائزرز کے ساتھ ساتھ متبادل بیٹری کے ڈھانچے میں سوڈیم اور میگنیشیم پیدا کرنے والے مواد شامل ہیں۔"

محققین کا کہنا ہے کہ لی₇Si₂S₇میں ممکنہ طور پر ان کے نئے نقطہ نظر کے ساتھ قابل رسائی بہت سے نئے مواد میں سے پہلا ہوں۔ "اس طرح اس بات کی وضاحت کرنے میں بہت کچھ کرنا ہے کہ کون سے مواد کا مطالعہ کیا جا سکتا ہے اور ان کی آئن ٹرانسپورٹ کی خصوصیات ان کے ڈھانچے اور مرکبات سے کیسے جڑتی ہیں،" روزنسکی نے نتیجہ اخذ کیا۔

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/solid-state-battery-electrolyte-makes-a-fast-lithium-ion-conductor/