แบตเตอรี่สังกะสีที่เป็นน้ำเป็นทางเลือกที่มีแนวโน้มว่าจะเป็นทางเลือกแทนลิเธียมไอออนลูกพี่ลูกน้อง แต่พวกเขาประสบปัญหาเดียวกัน: การก่อตัวของเดนไดรต์ โครงสร้างคล้ายเข็มเหล่านี้ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของขั้วบวกสังกะสีและเติบโตเป็นอิเล็กโทรไลต์ ทำให้แบตเตอรี่สั้นหรือในบางกรณีอาจถึงขั้นติดไฟได้ ขณะนี้ทีมนักวิจัยในประเทศจีนได้แสดงให้เห็นว่าการเติมน้ำตาลทรายธรรมดา (ซูโครส)
ที่ดัดแปลง
ทางเคมีด้วยหมู่ไฮดรอกซิลลงในอิเล็กโทรไลต์สามารถชะลอการเจริญเติบโตของซิงก์เดนไดรต์โดยการเปลี่ยนสภาพแวดล้อมของตัวทำละลาย ยิ่งไปกว่านั้น ซูโครสยังสร้างสารเคลือบป้องกันบนขั้วบวกและชะลอการกัดกร่อน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน
ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาและยานพาหนะไฟฟ้า แต่อิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ที่ไวไฟและเป็นพิษที่บรรจุอยู่ในแบตเตอรี่เป็นสาเหตุของความกังวล นอกจากนี้ ลิเธียมยังมีราคาสูงเมื่อเทียบกับโลหะอื่นๆ ที่พบได้ทั่วไป และอุปทานทั่วโลกตกเป็นเหยื่อของความไม่แน่นอนต่างๆ แบตเตอรี่สังกะสีซึ่งปกติ
จะประกอบขึ้นด้วยอิเล็กโทรไลต์ที่มีน้ำเป็นตัวทดแทนที่น่าสนใจ เนื่องจากสังกะสีมีราคาถูกกว่า เป็นพิษน้อยกว่า รีไซเคิลได้ง่ายกว่า และมีจำหน่ายทั่วไปมากกว่าลิเธียม นอกจากนี้ยังมีความหนาแน่นของพลังงานสูง ด้วยความจุจำเพาะสูง และศักย์รีดอกซ์ที่น่าพอใจ ( เทียบกับขั้วไฟฟ้าไฮโดรเจนมาตรฐาน)
ปัญหาคือเมื่อความเข้มข้นของสังกะสีไอออน (Zn 2+ ) บนพื้นผิวขั้วบวกลดลงถึงศูนย์ เดนไดรต์จะเริ่มเติบโตบนนั้น การปรากฏตัวของโครงสร้างเหล่านี้ทำให้ประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงและอาจเป็นอันตรายได้หากปล่อยไว้โดยไม่มีการควบคุม การปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อม
ของตัวทำละลายการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่าการปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อมของตัวทำละลาย (หรือ “โครงสร้างของสารละลาย”) เช่น การเพิ่มเกลือหรือการรวมโมเลกุลของน้ำให้น้อยลง สามารถเพิ่มความเร็วที่ไอออน Zn 2+ เคลื่อนที่เพื่อตอบสนองต่อสนามไฟฟ้า และดังนั้นจึงยับยั้งเดนไดร ต์
การเจริญ
เติบโต. อย่างไรก็ตาม การปรับดังกล่าวน่าเสียดายที่ลดการนำไฟฟ้าไอออนของระบบแบตเตอรี่ ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมแย่ลง ในการศึกษาใหม่นี้ นักวิจัยที่นำโดยผู้เชี่ยวชาญด้านนาโนเทคโนโลยีพบว่าการแนะนำซูโครสที่มีหมู่ไฮดรอกซิลเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมโครงสร้างการละลาย
ของไอออน Zn 2+ ซึ่งช่วยเพิ่มความเร็วที่ ไอออนจะแพร่กระจายโดยไม่ทำให้ค่าการนำไฟฟ้าของไอออนลดลง ซูโครสยังสามารถทำให้อิเล็กโทรไลต์ในน้ำมีความเสถียรในขณะเดียวกันก็ดูดซับไปยังขั้วบวก Zn เพื่อสร้างชั้นป้องกัน สิ่งนี้ขัดขวางการกัดกร่อนของอิเล็กโทรไลต์บนขั้วบวก Zn
“ซูโครสที่มีหมู่ไฮดรอกซิลทำปฏิกิริยากับ Zn 2+ อย่างมาก เมื่อเทียบกับโมเลกุลของน้ำในอิเล็กโทรไลต์” Liu อธิบาย “จึงสามารถแทนที่โมเลกุลของน้ำบางส่วนและประสานกับ Zn 2+เพื่อควบคุมโครงสร้างการละลายของไอออน” การก่อตัวของเดนไดรต์ลดลง“โครงสร้างการละลายของ Zn 2+
ที่ปรับปรุงแล้วมีอิทธิพลสำคัญ ต่อจลนพลศาสตร์ของไอออน รวมถึงอัตราการแพร่ผ่านอิเล็กโทรไลต์” เธอกล่าวกับPhysics World “ผลการทดลองของเราแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าจำนวนการถ่ายโอนของไอออน Zn 2+ เพิ่มขึ้นเมื่อมีการเติมน้ำตาลซูโครส การเคลื่อนที่ของไอออนที่เพิ่มขึ้นนี้ช่วยลด
การก่อตัว
นักวิจัยกล่าวว่าเทคนิคของพวกเขาสามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์พัฒนาแบตเตอรี่ Zn ประสิทธิภาพสูง และทำให้แบตเตอรี่ Zn ที่ปลอดภัย เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากขึ้นเมื่อมองไปข้างหน้า Liu และเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าพวกเขาวางแผนที่จะมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาอิเล็กโทรไลต์
ในฐานะนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา ทำการทดลองกับนักฟิสิกส์ที่เก่งที่สุดในโลกและที่ก้าวหน้าที่สุดที่มีอยู่ในขณะนั้น โชคดีแค่ไหนที่จะได้รับ? บทกวี ‘ของกวีชาวกรีก อยู่ในใจ เขาเขียนว่า มอบการเดินทางที่น่าอัศจรรย์ให้กับคุณ’” บางทีนี่อาจเป็นแรงบันดาลใจให้ภารกิจของเธอในฐานะผู้กำกับเป็นส่วนตัวมากขึ้น
ขณะที่เธอย้ำว่าตอนนี้เธอต้องการมอบโอกาสที่คล้ายกันให้กับนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์คนอื่นๆ เธอต้องการยกย่องมรดกของนักฟิสิกส์รุ่นก่อนๆ และอดีตผู้อำนวยการ เช่นเดียวกับการจ่ายเงินล่วงหน้าฉันรู้สึกถึงความรับผิดชอบและความขอบคุณ และการมองโลกในแง่ดีมากมายที่เราสามารถดำเนินวิถีนี้ต่อไป
ได้ เมื่อมองย้อนกลับไป ดูเหมือนเป็นเรื่องบังเอิญที่ลีออน เลเดอร์แมน อดีตผู้กำกับคนใดคนหนึ่งอยู่ในพื้นหลังของภาพที่เป็นภาพลุง “เรายืนอยู่บนไหล่ของยักษ์” เธอกล่าว “ฉันรู้สึกถึงความรับผิดชอบที่ยิ่งใหญ่นี้ในการสานต่อประเพณีให้เป็นสถาบันที่ยอดเยี่ยมแห่งนี้ที่ได้รับการยอมรับจากทั่วโลก
ในด้านนวัตกรรมและการค้นพบที่ก้าวล้ำ ฉันรู้สึกถึงความรับผิดชอบและความขอบคุณ และการมองโลกในแง่ดีมากมายที่เราสามารถดำเนินวิถีนี้ต่อไปได้” ที่มีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีซึ่งทำงานที่อุณหภูมิต่ำ พวกเขาให้รายละเอียดการศึกษาปัจจุบันของพวกเขา ของเดนไดรต์ตามที่กล่าวไว้”
และสามารถอัพเกรดเป็นแฮดรอนคอลไลเดอร์ได้ในภายหลัง ดังที่เกิดขึ้นกับ LEP และ LHCแต่ความเชี่ยวชาญในปัจจุบันของเซิร์นอยู่ที่การชนกันของแฮดรอน ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าในฐานะเครื่อง “ค้นพบ” อนุภาค เนื่องจากการเข้าถึงพลังงานที่ไกลกว่า ตัวอย่างเช่น LHC ชนโปรตอนที่พลังงานรวมกัน
เกือบ 14 TeV ซึ่งหมายความว่าควาร์กและกลูออนแต่ละตัวที่อยู่ภายในสามารถชนกันที่พลังงานรวมที่สูงกว่า 1 TeV นั่นมากกว่า 240–365 GeV ที่ทำได้ในการชนกันของอิเล็กตรอนและโพซิตรอนที่เสนอในปัจจุบัน แม้ว่า FCC จะได้รับไฟเขียว แต่ก็ต้องใช้เงินสูงถึง 1 หมื่นล้านยูโร และการก่อสร้างอย่างจริงจังจะยังไม่เริ่มขึ้นจนกว่าการวิจัยเกี่ยวกับ LHC จะเสร็จสิ้นในช่วงกลางปี 2030
แนะนำ ufaslot888g
