لتیم دھات کی بیٹریوں میں ڈینڈرائٹ کی نشوونما کے لیے ایک مائع حل

کیلیفورنیا یونیورسٹی کے شعبہ کیمیکل انجینئرنگ کے ایسوسی ایٹ پروفیسر وان جیانڈی کی ٹیم نے سائنسی ترقی کے جریدے میں ایک نیا مقالہ شائع کیا ہے، جس میں ریچارج ایبل لیتھیم دھاتی بیٹریوں میں ڈینڈریٹک نمو کے لیے ممکنہ حل تجویز کیا گیا ہے۔ اس مقالے میں، وان کی ٹیم نے یہ ظاہر کیا کہ کیتھوڈ کے قریب بہنے والے آئن اگلی نسل کی ریچارج ایبل بیٹریوں کی حفاظت اور عمر کو بہتر بنا سکتے ہیں۔

لتیم دھات کی بیٹریاں لتیم دھات کو اینوڈ کے طور پر استعمال کرتی ہیں۔ ان بیٹریوں میں چارج کی کثافت اور ممکنہ توانائی ہوتی ہے جو روایتی لیتھیم آئن بیٹریوں سے دوگنا ہے، لیکن حفاظت ایک اہم تشویش ہے۔ جب وہ چارج کرتے ہیں، تو کچھ آئن کیتھوڈ کی سطح پر دھاتی لتیم میں کم ہو جاتے ہیں اور فاسد ڈینڈریٹک مائیکرو اسٹرکچرز - ڈینڈرائٹس بناتے ہیں، جو بالآخر شارٹ سرکٹ یا یہاں تک کہ دھماکے کا باعث بن سکتے ہیں۔

نظریہ یہ ہے کہ بڑے پیمانے پر منتقلی کی شرح اور کیتھوڈ کی سطح کے قریب لیتھیم آئنوں کی کمی کی شرح کے درمیان مقابلہ ڈینڈرائٹس کی نشوونما کا باعث بنتا ہے۔ جب آئنوں کی کمی کی شرح بڑے پیمانے پر منتقلی سے کہیں زیادہ تیز ہوتی ہے، تو یہ ایک غیر جانبدار خلا پیدا کرے گا جسے کیتھوڈ کے قریب اسپیس چارجڈ پرت کہتے ہیں، جس میں آئنز نہیں ہوتے ہیں۔ خیال کیا جاتا ہے کہ اس تہہ کی عدم استحکام ڈینڈرائٹس کی نشوونما کا باعث بنتی ہے، اس لیے اسے کم کرنے یا ختم کرنے سے ڈینڈرائٹس کی نشوونما کم ہو سکتی ہے، اس طرح بیٹری کی عمر بڑھ جاتی ہے۔

وان کا خیال یہ ہے کہ آئنوں کو چارج بحال کرنے کی اجازت دی جائے اور کیتھوڈ کے ذریعے مائکرو فلائیڈک چینل کے ذریعے اس خلا کو ختم کیا جائے۔ کاغذ میں، ٹیم نے تصور کی جانچ کے اپنے ثبوت کا خاکہ پیش کیا اور پایا کہ یہ آئن بہاؤ ڈینڈرائٹ کی ترقی کو 99٪ تک کم کر سکتا ہے۔

وان کے لیے، یہ مطالعہ دلچسپ ہے کیونکہ یہ بیٹری سے متعلق مسائل میں مائیکرو فلائیڈک ایپلی کیشنز کی تاثیر کو ظاہر کرتا ہے اور اس شعبے میں مستقبل کی تحقیق کے لیے راہ ہموار کرتا ہے۔

"اس بنیادی تحقیق اور مائیکرو فلائیڈک طریقوں کے ذریعے، ہم ڈینڈریٹک نمو پر بہاؤ کے اثرات کو مقداری طور پر سمجھ سکتے ہیں،" انہوں نے کہا۔ "ابھی تک بہت سے گروپوں نے اس پر تحقیق نہیں کی ہے۔"

اگرچہ مائکرو فلائیڈکس کو حقیقی بیٹری میں براہ راست ضم کرنے کا امکان نہیں ہے، وان کی ٹیم اس مطالعے کے بنیادی اصولوں کو لاگو کرنے کے لیے متبادل طریقے تلاش کر رہی ہے تاکہ کیتھوڈ کی سطح کے قریب مقامی بہاؤ کو متعارف کرایا جا سکے تاکہ کیشنز کی تلافی کی جا سکے اور اسپیس چارج پرت کو ختم کیا جا سکے۔

انہوں نے کہا، "ہمیں اس تحقیق کی نئی ایپلی کیشنز تلاش کرنے پر خوشی ہے۔" "ہم نے کنویکشن متعارف کرانے کے لیے کیتھوڈ سطحوں کو ڈیزائن کرنا شروع کر دیا ہے۔"