'वर्कहोर' लिथियम बैटरी नए डिजाइन के लिए और अधिक शक्तिशाली धन्यवाद हो सकता है

आर्चर ने कहा, "अब हमारे पास [लिथियम-आयन बैटरी तकनीक में] वास्तव में इसकी क्षमताओं की सीमाओं पर है।" "लिथियम-आयन बैटरी, जो नई इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकियों को सशक्त बनाने में कार्यकर्ता बन गई है, इसकी सैद्धांतिक भंडारण क्षमता का 90 प्रतिशत से अधिक संचालन करती है। छोटे इंजीनियरिंग बदलाव से अधिक भंडारण के साथ बेहतर बैटरी हो सकती है, लेकिन यह दीर्घकालिक समाधान नहीं है । "

उन्होंने कहा, "आपको एक तरह का कट्टरपंथी मानसिकता परिवर्तन चाहिए," और इसका मतलब है कि आपको शुरुआत में लगभग शुरुआत करना है। "

स्नेहाशिस "स्ने" चौधरी, पीएच.डी. '18, आर्चर ने ऊर्जा-घने धातु लिथियम एनोड्स का उपयोग करने वाले रिचार्जेबल बैटरी के साथ मौलिक समस्या के "सुरुचिपूर्ण" समाधान के साथ आना शुरू किया है: कभी-कभी-डेंडर्राइट्स के कारण आपदाजनक अस्थिरता, जो एनोड से बढ़ने वाले लिथियम की कताई होती है आयन चार्ज और डिस्चार्ज चक्र के दौरान इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से आगे और आगे यात्रा करते हैं।

यदि डेंडर्राइट विभाजक के माध्यम से टूट जाता है और कैथोड तक पहुंचता है, तो शॉर्ट सर्किटिंग और आग लग सकती है। सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट्स को यांत्रिक रूप से डेंडर्राइट वृद्धि को दबाने के लिए दिखाया गया है, लेकिन तेजी से आयन परिवहन की कीमत पर। चौधरी का समाधान: इलेक्ट्रोलाइट की संरचना से डेंडर्राइट विकास को स्वयं परिभाषित करें, जिसे रासायनिक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।

2015 में पेश किए गए आर्चर समूह की एक प्रतिक्रिया प्रक्रिया का उपयोग करते हुए, वे "क्रॉस-लिंक्ड बालों वाली नैनोकणों" को नियोजित करते हैं - सिलिका नैनोकणों और एक कार्यात्मक बहुलक (पॉलीप्रोपाइलीन ऑक्साइड) का एक भ्रष्टाचार - एक छिद्रपूर्ण इलेक्ट्रोलाइट बनाने के लिए जो प्रभावी ढंग से मार्ग आयनों को लेता है एनोड से कैथोड और वापस यात्रा करने के लिए, नाटकीय रूप से एनोड के जीवन में वृद्धि।

नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही में प्रकाशित उनके पेपर, "संरचित इलेक्ट्रोलाइट्स में मेटल्स का कन्फिनिंग इलेक्ट्रोडोपाइजेशन" प्रकाशित हुआ था। चौधरी और डायलन वू - रासायनिक इंजीनियरिंग में बढ़ती जूनियर प्रमुखता - सह-लेखक हैं।

चौधरी, जो अपने पोस्टडॉक्टरल काम के लिए स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय की ओर अग्रसर हैं, ने भी अपनी प्रयोगात्मक बैटरी के आंतरिक कार्यों के प्रत्यक्ष दृश्य के लिए एक विधि तैयार की। समूह ने चौधरी के डिवाइस के साथ डेंडर्राइट विकास के बारे में सैद्धांतिक भविष्यवाणियों की पुष्टि की।

"यह कुछ ऐसा है जो मैं करना चाहता था, मुझे लगता है, तीन पीएचडी छात्रों के जीवनकाल," आर्चर ने 2000 से कॉर्नेल में हंसी के साथ कहा था। "क्या स्ने करने में सक्षम था एक सेल डिजाइन किया गया था जिसने हमें लिथियम-मेटल इंटरफ़ेस में जो हो रहा है, उसे देखते हुए, बहुत सुंदरता से, हमें अब सैद्धांतिक भविष्यवाणियों से परे जाने की क्षमता प्रदान करने की अनुमति दी।"

इस काम की एक और नवीनता, आर्चर ने कहा, बैटरी विज्ञान में "एक कैनन का कुछ उलटा" है। यह लंबे समय से आयोजित किया गया है कि, डेंडर्राइट वृद्धि को दबाने के लिए, बैटरी के अंदर विभाजक धातु की तुलना में मजबूत होना चाहिए, जो दबाने की कोशिश कर रहा है, लेकिन चौधरी का छिद्रपूर्ण बहुलक विभाजक - 500 नैनोमीटर से औसत औसत आकार के साथ - गिरफ्तार करने के लिए दिखाया गया था विकास।