انجینرانو یو جلا کونکی رامینځته کړی چې د ګاز الیکټرولایټونه ثبات کوي ترڅو د ټیټ تودوخې بیټرۍ خوندي کړي

د بهرنیو رسنیو د راپورونو له مخې، د کالیفورنیا د سان ډیاګو په پوهنتون کې د نانو انجینرانو د بیټرۍ جلا کوونکی جوړ کړی چې کولی شي د کیتوډ او انود ترمنځ د خنډ په توګه کار وکړي ترڅو په بیټرۍ کې د ګازو الکترولیت د بخار کولو مخه ونیسي. نوی ډایفرام د طوفان داخلي فشار د راټولیدو مخه نیسي، په دې توګه د بیټرۍ د پړسوب او چاودیدو مخه نیسي.

د څیړنې مشر، ژینګ چن، د کالیفورنیا په پوهنتون کې د جیکبس ښوونځي انجینرۍ کې د نانو انجینرۍ پروفیسور، سان ډیاګو وویل: "د ګازو مالیکولونو په نیولو سره، غشا کولی شي د بې ثباته الکترولیتونو لپاره د ثبات په توګه عمل وکړي."

نوی جلا کوونکی کولی شي په خورا ټیټ تودوخې کې د بیټرۍ فعالیت ښه کړي. د ډیافرام په کارولو سره د بیټرۍ حجره کولی شي په منفي 40 درجې سانتي ګراد کې کار وکړي، او ظرفیت یې په هر ګرام کې تر 500 ملی امپیر ساعتونو پورې لوړ کیدی شي، پداسې حال کې چې د سوداګریز ډایفرام بیټرۍ په دې حالت کې تقریبا صفر ځواک لري. څیړونکي وايي که څه هم دا دوه میاشتې بې کاره پاتې شي، د بیټرۍ حجرو ظرفیت لاهم لوړ دی. دا فعالیت ښیې چې ډایفرام هم کولی شي د ذخیره کولو ژوند وغزوي. دا کشف څیړونکو ته اجازه ورکوي چې خپل هدف نور هم ترلاسه کړي: داسې بیټرۍ تولید کړي چې کولی شي په یخ چاپیریال کې د وسایطو لپاره بریښنا چمتو کړي ، لکه سپوږمکۍ ، سپوږمکۍ او ژور سمندري کښتۍ.

دا څیړنه د کالیفورنیا په سان ډیاګو پوهنتون کې د نانو انجینرۍ پروفیسور ینګ شیرلي مینګ په لابراتوار کې د مطالعې پراساس ده. دا څیړنه د بیټرۍ رامینځته کولو لپاره یو ځانګړي مایع ګاز الیکټرولایټ کاروي چې کولی شي د لومړي ځل لپاره منفي 60 ° C چاپیریال کې ښه فعالیت وساتي. د دوی په منځ کې، د مایع ګاز الکترولیت یو ګاز دی چې د فشار په پلي کولو سره مایع کیږي او د دودیز مایع الکترولیتونو په پرتله د ټیټ حرارت په وړاندې مقاومت لري.

مګر دا ډول الکترولیت نیمګړتیا لري؛ دا آسانه ده چې له مایع څخه ګاز ته بدل شي. چن وویل: "دا ستونزه د دې الکترولیت لپاره ترټولو لوی خوندیتوب مسله ده." فشار ته اړتیا ده ترڅو د مایع مالیکولونه کنډنډ کړي او الکترولیټ په مایع حالت کې وساتي ترڅو د الکترولیټ کارولو لپاره.

د چن لابراتوار د دې ستونزې د حل لپاره د کالیفورنیا په سان ډیاګو پوهنتون کې د نانو انجینرۍ پروفیسور مینګ او ټډ پاسکال سره همکاري وکړه. د کمپیوټري متخصصینو لکه پاسکال لکه د چین او مینګ په څیر څیړونکو سره په یوځای کولو سره، یو میتود رامینځته شوی ترڅو بخار شوي الکترولیټ مایع کړي پرته لدې چې ډیر فشار پلي کړي. پورته ذکر شوي پرسونل د کالیفورنیا پوهنتون، سان ډیاګو د موادو د څیړنې ساینس او ​​​​انجینري مرکز (MRSEC) سره تړاو لري.

دا طریقه د فزیکي پدیدې څخه اخیستل کیږي په کوم کې چې د ګاز مالیکولونه په ناڅاپه توګه کنډیږي کله چې په کوچنیو نانو پیمانه ځایونو کې بند شي. دا پدیده د کیپیلري کنډنسیشن په نوم یادیږي، کوم چې کولی شي ګاز په ټیټ فشار کې مایع شي. د څیړنې ټیم دا پدیده د بیټرۍ جلا کونکي رامینځته کولو لپاره کارولې چې کولی شي د الټرا ټیټ تودوخې بیټرۍ کې الکترولیټ ثبات کړي ، د مایع ګاز الیکټرولایټ د فلورومیتین ګاز څخه جوړ شوی. څیړونکو د غشا رامینځته کولو لپاره د فلزي - عضوي چوکاټ (MOF) په نوم یو سوري کرسټال مواد کارولي. د MOF په اړه ځانګړی شی دا دی چې دا د کوچنیو سوراخونو څخه ډک دی، کوم چې کولی شي د فلورومیتین ګاز مالیکولونه ودروي او په نسبتا ټیټ فشار کې یې کنډ کړي. د مثال په توګه، فلورومیتین معمولا په منفي 30 درجو کې راټیټیږي او د 118 psi ځواک لري؛ مګر که د MOF کارول کیږي، په ورته تودوخې کې د خړوب کولو فشار یوازې 11 psi دی.

چن وویل: "دا MOF د پام وړ فشار کموي چې د الکترولیت کار کولو لپاره اړین دی. له همدې امله زموږ بیټرۍ کولی شي په ټیټ حرارت کې د تخریب پرته لوی ظرفیت چمتو کړي." څیړونکو په لیتیم آئن بیټرۍ کې د MOF پر بنسټ جلا کونکي ازموینه وکړه. . د لیتیم آیون بیټرۍ د فلورو کاربن کیتوډ او لیتیم فلزي انود څخه جوړه ده. دا کولی شي دا د 70 psi داخلي فشار کې د ګازي فلورو میتان الکترولیټ سره ډک کړي ، د فلورومیتین مایع کولو لپاره اړین فشار څخه خورا ټیټ دی. بیټرۍ لاهم کولی شي د خپلې خونې د تودوخې ظرفیت 57٪ په منفي 40 درجو کې وساتي. برعکس، په ورته تودوخې او فشار کې، د سوداګریز ډایفرام بیټرۍ ځواک د ګازو الکترولیت په کارولو سره چې فلورومیتین لري تقریبا صفر دی.

د MOF جلا کونکي پر بنسټ مایکروپورونه کلیدي دي ځکه چې دا مایکروپورونه کولی شي په بیټرۍ کې حتی د کم فشار لاندې نور الکترولیتونه وساتي. تجارتي ډایفرام لوی سوري لري او نشي کولی د کم فشار لاندې د ګاز الیکټرولیټ مالیکولونه وساتي. مګر مایکروپورسیت یوازینی دلیل ندی چې ډایفرام په دې شرایطو کې ښه کار کوي. د څیړونکو لخوا ډیزاین شوی ډایفرام هم سورونو ته اجازه ورکوي چې له یوې پای څخه بلې ته دوامداره لاره رامینځته کړي ، پدې توګه ډاډ ترلاسه کوي چې لیتیم ایون کولی شي د ډایفرام له لارې په آزاده توګه جریان وکړي. په ازموینه کې، د نوي ډیافرام په کارولو سره د بیټرۍ ionic چالکتیا په منفي 40 ° C کې د سوداګریز ډایفرام په کارولو سره د بیټرۍ لس چنده ده.

د چن ټیم اوس مهال په نورو الکترولیتونو کې د MOF پر بنسټ جلا کونکي ازموینه کوي. چن وویل: "موږ ورته اغیزې لیدلي دي. د دې MOF د ثبات په توګه په کارولو سره، د بیټرۍ خوندیتوب ته وده ورکولو لپاره مختلف الکترولیټ مالیکولونه جذب کیدی شي، په شمول د دودیز لیتیم بیټرۍ د بې ثباته الکترولیتونو سره."