KIST نے غیر معمولی مکینیکل خصوصیات کو برقرار رکھنے والی نئی کاربن فائبر جامع ساختی بیٹری تیار کی ہے۔
حال ہی میں، کوریا انسٹی ٹیوٹ آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی (KIST) کے انرجی ریسرچ سنٹر نے ایک جدید کاربن فائبر سے تقویت یافتہ کمپوزٹ میٹریل بیٹری کا ڈھانچہ تیار کیا ہے جو اعلیٰ مکینیکل خصوصیات کو برقرار رکھتے ہوئے توانائی کی کثافت کو نمایاں طور پر بلند کرتا ہے۔
تاریخی طور پر، بیٹریوں کی کمرشلائزیشن مکینیکل اور الیکٹرو کیمیکل کارکردگی کے کم انضمام کی وجہ سے رکاوٹ بنی ہے۔ پہلے کی تحقیق نے بنیادی طور پر لیتھیم آئن بیٹریوں کو تہہ دار جامع مواد میں ضم کرنے پر توجہ مرکوز کی ہے، جس کے نتیجے میں برقی اور میکانیکی خصوصیات دونوں میں معمولی بہتری آئی ہے۔ ان چیلنجوں کی روشنی میں، KIST نے ایک اہم تحقیقی اقدام کا آغاز کیا ہے۔
ٹیم نے ابتدائی طور پر ionic مائعات اور کاربونیٹ پر مبنی ٹھوس پولیمر الیکٹرولائٹس (SPEs) کے ساتھ مل کر ایپوکسی رال کے علاج کے طریقہ کار کی جانچ کی۔ اس کے بعد، انہوں نے احتیاط سے درجہ حرارت اور دباؤ کو کنٹرول کرتے ہوئے علاج کے عمل کو بہتر بنایا، جس کی وجہ سے بیٹری کی ساختی کارکردگی میں اضافہ ہوا۔
مزید برآں، محققین نے ساختی بیٹریاں بنانے کے لیے ویکیوم اسسٹڈ کمپریشن مولڈنگ تکنیک متعارف کرائی ہے۔ یہ طریقہ مؤثر طریقے سے بلبلوں اور نقائص کی موجودگی کو کم کرتا ہے، اس طرح بیٹری کی کارکردگی میں مزید اضافہ ہوتا ہے۔
نئی تیار کردہ ساختی بیٹری میں، کاربن فائبر کا حجمی تناسب، جو الیکٹروڈ اور موجودہ جمع کرنے والے دونوں کے طور پر کام کرتا ہے، میں کم از کم 160 فیصد اضافہ ہوا ہے۔ الیکٹروڈ کی سطح کے رقبے اور الیکٹرولائٹ کے ساتھ اس کے رابطے کے علاقے میں اس خاطر خواہ اضافے کے نتیجے میں توانائی کی کثافت میں نمایاں بہتری آئی ہے۔ بیک وقت، کاربن ریشوں کے تقویت پذیر اثر کی وجہ سے بیٹری کی مکینیکل خصوصیات کو نمایاں طور پر تقویت ملی ہے۔
محققین نے ناول کی ساختی بیٹری پر جامع الیکٹرو کیمیکل کارکردگی اور مکینیکل پراپرٹی کا جائزہ لیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ بیٹری اعلی توانائی کی کثافت اور قابل ستائش سائیکلنگ استحکام کی نمائش کرتی ہے۔ متعدد چارج ڈسچارج سائیکلوں کے بعد بھی، بیٹری کی صلاحیت برقرار رہتی ہے۔ مزید برآں، یہ غیر معمولی تناؤ اور دبانے والی طاقت کا مظاہرہ کرتا ہے، جس سے اسے بغیر کسی نقصان کے خاطر خواہ بیرونی قوتوں کا مقابلہ کرنے کے قابل بناتا ہے۔
ساختی بیٹریوں کے اندر اندرونی بلبلے کی تشکیل کے معاملے پر بھی توجہ دی گئی۔ ٹھیک کرنے والے درجہ حرارت اور دباؤ کو درست طریقے سے سنبھال کر، محققین نے بلبلوں کی مقدار اور سائز کو کامیابی سے کم کر دیا ہے، جس کے نتیجے میں بیٹری کی آئنک چالکتا اور مکینیکل مضبوطی میں اضافہ ہوا ہے۔
مزید برآں، محققین نے ساختی بیٹریوں کی کارکردگی پر کاربن فائبر کی مختلف اقسام اور الیکٹرولائٹ کے امتزاج کے اثرات کی تحقیقات کی۔ نتائج نے اشارہ کیا کہ مخصوص کاربن فائبر اور الیکٹرولائٹ کے امتزاج بیٹری کی کارکردگی کو مزید بہتر بنا سکتے ہیں۔ کاربن فائبر کی کچھ اقسام بہتر برقی چالکتا اور مکینیکل طاقت کو ظاہر کرتی ہیں، جبکہ کچھ الیکٹرولائٹس بہتر آئنک چالکتا اور کیمیائی استحکام کو ظاہر کرتی ہیں۔ مناسب کاربن فائبر اور الیکٹرولائٹ کے امتزاج کو حکمت عملی سے منتخب کرکے، ساختی بیٹریوں کی توانائی کی کثافت اور میکانی خصوصیات کو مزید بڑھانا ممکن ہے۔
KIST کی تحقیق الیکٹرک گاڑیوں، بغیر پائلٹ کے فضائی گاڑیاں، اور روبوٹکس جیسی ایپلی کیشنز کے لیے ایک ممکنہ اعلیٰ کارکردگی کا توانائی کا حل پیش کرتی ہے، جس میں مختلف شعبوں میں وسیع اطلاق کا وعدہ ہے۔
