पोहांग (दक्षिण कोरिया) : आपण तीन दिवस पाण्याशिवाय किंवा हवेशिवाय तीन मिनिटे जगू शकतो का? बॅटरी नसतील तर? बॅटरीशिवाय तीन तास जाण्याची कल्पना करा. आजच्या समाजात, मोबाईल फोन, संगणक आणि इतर ( Desire For a Safer Battery System ) आवश्यकता वारंवार हलक्या वजनाच्या, उच्च क्षमतेच्या लिथियम-आयर्न बॅटरी वापरतात. ( Lithium Ion Batteries are So Common in Our Lives ) पारंपारिक लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये, तथापि, सेंद्रिय इलेक्ट्रोलाइट्स असतात जे अत्यंत ज्वलनशील ( Battery Mishaps Involving Directly Harm People ) असतात आणि आग पकडू शकतात किंवा प्राणघातक स्फोट होऊ शकतात. कारण लिथियम-आयर्न बॅटरी ( Organic Electrolytes That are Extremely Flammable ) आपल्या जीवनात खूप सामान्य आहेत आणि कारण त्यांच्याशी संबंधित दुर्घटना लोकांना थेट हानी पोहोचवू शकतात, एक सुरक्षित बॅटरी सिस्टमची इच्छा आहे.
सेल रिपोर्ट्स फिजिकल सायन्स या जर्नलमध्ये हा अभ्यास प्रकाशित झाला आहे. संग्योप ली, POSTECH, प्रोफेसर सूजिन पार्क येथील प्रगत सामग्री विज्ञान विभागातील पीएचडी उमेदवार आणि रसायनशास्त्र विभागातील पोस्ट-डॉक फेलो ग्युजिन सॉन्ग यांनी स्थिर जलीय झिंक-आयन बॅटरी तयार केली जी पाण्याचा इलेक्ट्रोलाइट म्हणून वापर करते. इलेक्ट्रोड गंज थांबवण्यासाठी आणि जस्त एनोडची टिकाऊपणा वाढवण्यासाठी त्यांनी संरक्षक पॉलिमर थर वापरला. ज्यामुळे जलीय झिंक-आयन बॅटरीची इलेक्ट्रोकेमिकल स्थिरता वाढली.
नेहमीच्या बॅटरी सिस्टीमचे सेंद्रिय-विद्रावक-आधारित इलेक्ट्रोलाइट, जे आयनांचे स्थलांतर करण्यासाठी नळ म्हणून काम करते. नैसर्गिकरित्या ज्वलनशील असते आणि त्यामुळे आग किंवा स्फोट होण्याचा धोका असतो. या समस्येवर संभाव्य उपाय म्हणून जलीय इलेक्ट्रोलाइट बॅटरीचा शोध घेतला जात आहे. झिंक-आयर्न बॅटऱ्या जलीय इलेक्ट्रोलाइट्समधील झिंक एनोडच्या कमी पलटणीक्षमतेमुळे वापरल्या गेल्या नाहीत. ज्या झिंक डेंड्राइट्स आणि पृष्ठभाग-साइड प्रतिक्रियांद्वारे आणल्या जातात.
ब्लॉक कॉपॉलिमरचा वापर करून, POSTECH संशोधन संघाने एक झिंक एनोड तयार केला, जो बहुउद्देशीय संरक्षणात्मक थराने झाकलेला होता. हा नवीन पॉलिमर थर बॅटरी चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंगदरम्यान व्हॉल्युम विस्ताराचा सामना करू शकतो कारण तो लवचिक आणि लवचिक आहे. असे आढळून आले आहे की, पॉलिमर संरक्षणात्मक थर एकसंध आयर्न वितरणास प्रोत्साहन देते. डेंड्रिटिक विकासास प्रतिबंध करते, जे दोन्ही झिंक एनोडचे दीर्घायुष्य वाढवतात. इलेक्ट्रोड पृष्ठभागावरील इलेक्ट्रोलाइटमध्ये अनावश्यक इलेक्ट्रोकेमिकल आणि रासायनिक प्रक्रिया कमी करून, पातळ फिल्म लेयरदेखील इलेक्ट्रोडची स्थिरता वाढवते.
याव्यतिरिक्त, संशोधकांनी कोटिंग लेअरमध्ये झिंक आयर्नची गतिशीलता दर्शविण्यासाठी टाइम-ऑफ-फ्लाइट सेकंडरी आयन मास स्पेक्ट्रोमेट्री (TOF-SIMS) विश्लेषण वापरले. बॅटरी अॅनोड्सच्या पृष्ठभागाच्या वैशिष्ट्यांबद्दल पुढील तपासणीचे आश्वासन झिंक आयर्न हालचालींच्या इमेजिंगद्वारे दिले जाते. जे पूर्वीच्या तपासांमध्ये अयशस्वी झाले होते.
