အမေရိကန် စွမ်းအင်ဌာန (DOE) Argonne National Laboratory မှ သုတေသီများသည် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်း ဘက်ထရီ နယ်ပယ်တွင် ရှေ့ဆောင် ရှာဖွေတွေ့ရှိမှု သမိုင်းကြောင်း ရှည်လျားစွာ ရှိသည်။ ဤရလဒ်အများစုသည် NMC၊ နီကယ်မန်းဂနိစ်နှင့် ကိုဘော့အောက်ဆိုဒ်ဟုခေါ်သော ဘက်ထရီ cathode အတွက်ဖြစ်သည်။ ဤ cathode ပါသော ဘက်ထရီသည် ယခုအခါ Chevrolet Bolt ကို အားဖြည့်ပေးပါသည်။
Argonne သုတေသီများသည် NMC cathodes တွင် နောက်ထပ်အောင်မြင်မှုများ ရရှိခဲ့သည်။ အဖွဲ့၏သေးငယ်သော cathode အမှုန်အမွှားဖွဲ့စည်းပုံအသစ်သည် ဘက်ထရီအား ပိုမိုကြာရှည်ခံပြီး အန္တရာယ်ကင်းစေရန်၊ အလွန်မြင့်မားသောဗို့အားများဖြင့် လည်ပတ်နိုင်ပြီး ကြာရှည်သော ခရီးအကွာအဝေးကို ပံ့ပိုးပေးနိုင်သည်။
"ဘက်ထရီထုတ်လုပ်သူတွေဟာ ဖိအားမြင့်မားပြီး နယ်နိမိတ်မဲ့ cathode ပစ္စည်းတွေ ထုတ်လုပ်ဖို့ လမ်းညွှန်ချက်တစ်ခုရထားပါတယ်" ဟု Khalil Amin, Argonne Fellow Emeritus
"ရှိပြီးသား NMC cathodes များသည် ဗို့အားမြင့်ခြင်းလုပ်ငန်းအတွက် အဓိကအတားအဆီးတစ်ခုဖြစ်သည်" ဟု လက်ထောက်ဓာတုဗေဒပညာရှင် Guiliang Xu ကပြောသည်။ အားသွင်း-ထုတ်လွှတ်မှု စက်ဘီးစီးခြင်းဖြင့်၊ cathode အမှုန်များတွင် အက်ကြောင်းများဖြစ်ပေါ်ခြင်းကြောင့် စွမ်းဆောင်ရည် လျင်မြန်စွာကျဆင်းသွားပါသည်။ ဆယ်စုနှစ်ပေါင်းများစွာ၊ ဘက်ထရီသုတေသီများသည် ဤအက်ကြောင်းများကို ပြုပြင်ရန် နည်းလမ်းများကို ရှာဖွေနေခဲ့သည်။
ယခင်က နည်းလမ်းတစ်ခုမှာ သေးငယ်သော အမှုန်များစွာဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော သေးငယ်သော လုံးပတ်အမှုန်များကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ ကြီးမားသော လုံးပတ်အမှုန်များသည် polycrystalline ဖြစ်ပြီး၊ ပုံဆောင်ခဲများသည် အမျိုးမျိုးသော လမ်းကြောင်းများ ရှိသည်။ ရလဒ်အနေဖြင့် ၎င်းတို့တွင် သိပ္ပံပညာရှင်များ ခေါ်ဝေါ်သော အမှုန်များကြားတွင် စပါးနယ်နိမိတ်များ ရှိနေသည်၊ ယင်းသည် စက်ဝန်းတစ်ခုအတွင်း ဘက်ထရီကို အက်ကွဲသွားစေနိုင်သည်။ ယင်းကို ကာကွယ်ရန် Xu နှင့် Argonne ၏ လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များသည် အမှုန်တစ်ခုစီတွင် အကာအကွယ် ပိုလီမာကို ယခင်က တီထွင်ခဲ့ကြသည်။ ဤအလွှာသည် ကြီးမားသော လုံးပတ်အမှုန်များနှင့် ၎င်းတို့အတွင်းမှ သေးငယ်သော အမှုန်များကို ဝန်းရံထားသည်။
ဒီလိုကွဲအက်တာကို ရှောင်ရှားဖို့ နောက်ထပ်နည်းလမ်းကတော့ တစ်ခုတည်းသော crystal particles ကို အသုံးပြုခြင်းဖြစ်ပါတယ်။ ဤအမှုန်များ၏ အီလက်ထရွန် အဏုစကုပ်သည် ၎င်းတို့တွင် နယ်နိမိတ်မရှိကြောင်း ပြသခဲ့သည်။
အဖွဲ့အတွက် ပြဿနာမှာ အုပ်ထားသော polycrystals များနှင့် တစ်ခုတည်းသော crystals တို့မှ ပြုလုပ်ထားသော cathodes သည် စက်ဘီးစီးနေစဉ်အတွင်း အက်ကွဲနေဆဲဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ၎င်းတို့သည် အမေရိကန်စွမ်းအင်ဌာန Argonne Science Center ရှိ Advanced Photon Source (APS) နှင့် Nanomaterials (CNM) တွင် ဤ cathode ပစ္စည်းများကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာလေ့လာခဲ့ပါသည်။
အမျိုးမျိုးသော x-ray ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုများကို APS လက်ငါးခု (11-BM၊ 20-BM၊ 2-ID-D၊ 11-ID-C နှင့် 34-ID-E) တွင် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ အီလက်ထရွန်နှင့် ဓာတ်မှန်အဏုစကုပ်ဖြင့် ပြထားသည့်အတိုင်း သိပ္ပံပညာရှင်များ ထင်မြင်ယူဆသည့် တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲတစ်ခုသည် အတွင်းပိုင်းနယ်နိမိတ် အမှန်တကယ် ရှိနေကြောင်း တွေ့ရှိရပါသည်။ CNM ၏ စကင်န်ဖတ်ခြင်းနှင့် ထုတ်လွှင့်ခြင်း အီလက်ထရွန် အဏုစကုပ်သည် ဤကောက်ချက်ကို အတည်ပြုခဲ့သည်။
“အမှုန်အမွှားတွေရဲ့ မျက်နှာပြင်ပုံသဏ္ဍာန်ကို ကြည့်လိုက်တဲ့အခါ၊ သူတို့က တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲများလိုပါပဲ” ဟု ရူပဗေဒပညာရှင် Wenjun Liu က ပြောကြားခဲ့သည်။ â�<“但是，当我们在APS 使用一种称为同步加速器X 射线衍射显微镜的技术和其他澏射显微镜的技术和其他在内部။" â� <“但是，当在在使用使用种称为同步加速器 x 射线显微蕜的技术他現和和。界隐藏在။""သို့သော်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် synchrotron X-ray diffraction microscopy ဟုခေါ်သော နည်းပညာကို APS တွင် အသုံးပြုသောအခါ၊ နယ်နိမိတ်များကို အတွင်း၌ ဝှက်ထားသည်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။"
အရေးကြီးသည်မှာ၊ အဖွဲ့သည် နယ်နိမိတ်မရှိသော crystals တစ်ခုတည်းကို ထုတ်လုပ်ရန် နည်းလမ်းတစ်ခုကို တီထွင်ခဲ့သည်။ အလွန်မြင့်မားသော ဗို့အားများတွင် ဤ single-crystal cathode ဖြင့် ဆဲလ်ငယ်များကို စမ်းသပ်ခြင်း သည် စမ်းသပ်မှု 100 ကျော်တွင် စွမ်းဆောင်ရည် ဆုံးရှုံးမှု မရှိသလောက်ဖြစ်ပြီး ယူနစ်တစ်ခုလျှင် စွမ်းအင်သိုလှောင်မှု 25% တိုးလာသည်ကို ပြသခဲ့သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ Multi-interface တစ်ခုတည်းသော crystals သို့မဟုတ် coated polycrystals များဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည့် NMC cathodes များသည် တူညီသောသက်တမ်းတစ်လျှောက် စွမ်းရည် 60% မှ 88% ကျဆင်းသွားသည်ကို ပြသခဲ့သည်။
အက်တမ်စကေးတွက်ချက်မှုများသည် cathode capacitance လျှော့ချရေးယန္တရားကိုဖော်ပြသည်။ CNM မှ နာနိုသိပ္ပံပညာရှင် Maria Chang ၏ အဆိုအရ နယ်နိမိတ်များသည် ၎င်းတို့နှင့်ဝေးသောနေရာများထက် ဘက်ထရီအားအားသွင်းသည့်အခါ အောက်ဆီဂျင်အက်တမ်များ ဆုံးရှုံးနိုင်ခြေပိုများသည်ဟု ဆိုသည်။ ဤအောက်ဆီဂျင်ဆုံးရှုံးမှုသည် ဆဲလ်လည်ပတ်မှုကို ပျက်စီးစေသည်။
"ကျွန်ုပ်တို့၏ တွက်ချက်မှုများသည် မြင့်မားသောဖိအားဖြင့် အောက်ဆီဂျင်ထုတ်လွှတ်ခြင်းသို့ ဦးတည်စေကာ စွမ်းဆောင်ရည် လျော့ကျသွားစေနိုင်သည်" ဟု Chan က ပြောကြားခဲ့သည်။
နယ်နိမိတ်ကို ဖယ်ရှားခြင်းသည် အောက်ဆီဂျင်ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ကို ဟန့်တားစေပြီး cathode ၏ ဘေးကင်းမှုနှင့် စက်ဝန်းတည်ငြိမ်မှုကို တိုးတက်စေသည်။ APS ဖြင့် အောက်ဆီဂျင်ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ကို တိုင်းတာခြင်းနှင့် အမေရိကန်စွမ်းအင်ဌာန၏ Lawrence Berkeley အမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်းမှ အဆင့်မြင့်အလင်းရင်းမြစ်တစ်ခုက ဤကောက်ချက်ကို အတည်ပြုသည်။
"ယခု ကျွန်ုပ်တို့တွင် ဘက်ထရီထုတ်လုပ်သူများသည် နယ်နိမိတ်မရှိသော cathode ပစ္စည်းများပြုလုပ်ရန်နှင့် မြင့်မားသောဖိအားဖြင့်လုပ်ဆောင်ရန် လမ်းညွှန်ချက်များရှိသည်" ဟု Argonne Fellow Emeritus Khalil Amin မှပြောကြားခဲ့သည်။ â�<“该指南应适用于NMC 以外的其他正极材料” â�<“该指南应适用于NMC 以外的其他正极材料”"လမ်းညွှန်ချက်များသည် NMC မှလွဲ၍ အခြား cathode ပစ္စည်းများသို့ သက်ရောက်သင့်သည်။"
ဒီလေ့လာမှုနဲ့ ပတ်သက်တဲ့ ဆောင်းပါးတစ်ပုဒ်ကို Nature Energy ဂျာနယ်မှာ ဖော်ပြခဲ့ပါတယ်။ Xu၊ Amin၊ Liu နှင့် Chang တို့အပြင် Argonne စာရေးဆရာများသည် Xiang Liu၊ Venkata Surya Chaitanya Kolluru၊ Chen Zhao၊ Xinwei Zhou၊ Yuzi Liu၊ Liang Ying၊ Amin Daali၊ Yang Ren၊ Wenqian Xu၊ Junjing Deng၊ Inhui Hwang၊ Chengjun Sun၊ Tao Zhou၊ Ming Du နှင့် Zonghai Chen။ Lawrence Berkeley အမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်း (Wanli Yang, Qingtian Li, and Zengqing Zhuo), Xiamen University (Jing-Jing Fan, Ling Huang and Shi-Gang Sun) နှင့် Tsinghua University (Dongsheng Ren, Xuning Feng and Mingao Ouyang) တို့မှ သိပ္ပံပညာရှင်များ။
နာနိုပစ္စည်းဆိုင်ရာ အာဂွန်စင်တာအကြောင်း အမေရိကန် စွမ်းအင်ဌာန ငါးခုအနက်မှ တစ်ခုဖြစ်သော နာနိုနည်းပညာ သုတေသနစင်တာသည် အမေရိကန် စွမ်းအင်ဌာန၏ သိပ္ပံရုံးမှ ပံ့ပိုးပေးသော ပေါင်းစပ်လက်တွေ့ နာနိုစကေး သုတေသနအတွက် ထိပ်တန်း နိုင်ငံလုံးဆိုင်ရာ သုံးစွဲသူ အဖွဲ့အစည်း ဖြစ်သည်။ NSRCs သည် သုတေသီများအား နာနိုစကေးပစ္စည်းများ ဖန်တီးခြင်း၊ ပြုပြင်ခြင်း၊ အသွင်အပြင်နှင့် စံနမူနာပြုခြင်းအတွက် သုတေသီများအား ခေတ်မီဆန်းသစ်သော စွမ်းဆောင်ရည်များ ပေးစွမ်းနိုင်သော ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများကို ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းကာ အမျိုးသား နာနိုနည်းပညာ အစပျိုးမှုအောက်တွင် အကြီးဆုံးသော အခြေခံအဆောက်အဦ ရင်းနှီးမြှုပ်နှံမှုကို ကိုယ်စားပြုပါသည်။ NSRC သည် Argonne၊ Brookhaven၊ Lawrence Berkeley၊ Oak Ridge၊ Sandia နှင့် Los Alamos ရှိ US စွမ်းအင်အမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်းတွင် တည်ရှိသည်။ NSRC DOE အကြောင်း ပိုမိုသိရှိလိုပါက https://​science​.osti​.gov/​Us​er​-​F​a​c​lit​​ie​s/ Us သို့ ဝင်ရောက်ကြည့်ရှုပါ။ er-F​ac​il​itie​ie​s-at-a​Glance။
Argonne အမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်းရှိ US စွမ်းအင်ဌာန၏ Advanced Photon Source (APS) သည် ကမ္ဘာပေါ်တွင် အထိရောက်ဆုံး X-ray အရင်းအမြစ်များထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ APS သည် ဒြပ်ထုသိပ္ပံ၊ ဓာတုဗေဒ၊ နို့ဆီရူပဗေဒ၊ သက်ရှိနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ သိပ္ပံပညာနှင့် အသုံးချသုတေသနတို့တွင် မတူကွဲပြားသော သုတေသနအသိုက်အဝန်းအား APS သည် ပြင်းထန်မှုမြင့်မားသော X-ray များကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ ဤ X-rays များသည် ပစ္စည်းများနှင့် ဇီဝဖွဲ့စည်းပုံများ၊ ဒြပ်စင်များ ဖြန့်ဖြူးပေးခြင်း၊ ဓာတုဗေဒ၊ သံလိုက်နှင့် အီလက်ထရွန်းနစ် အခြေအနေများနှင့် နည်းပညာဆိုင်ရာ အရေးကြီးသော အင်ဂျင်နီယာစနစ်များ ၊ ဘက်ထရီမှသည် လောင်စာဆီ injector nozzle များအထိ အမျိုးအစားအားလုံးအတွက် စံပြဖြစ်ပြီး၊ ကျွန်ုပ်တို့ နိုင်ငံတော်၏ စီးပွားရေး၊ နည်းပညာ၊ . နှင့် ခန္ဓာကိုယ် ကျန်းမာရေး အခြေခံ။ နှစ်စဉ်နှစ်တိုင်း၊ သုတေသီ 5,000 ကျော်သည် APS ကို အသုံးပြု၍ အရေးကြီးသော ရှာဖွေတွေ့ရှိမှုများကို အသေးစိတ်ဖော်ပြသည့် စာစောင်ပေါင်း 2,000 ကျော်ကို အခြား X-ray သုတေသနစင်တာမှ အသုံးပြုသူများထက် ပိုမိုအရေးပါသော ဇီဝပရိုတင်းဖွဲ့စည်းပုံများကို ဖြေရှင်းပေးပါသည်။ APS သိပ္ပံပညာရှင်များနှင့် အင်ဂျင်နီယာများသည် အရှိန်မြှင့်စက်များနှင့် အလင်းရင်းမြစ်များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် အခြေခံဖြစ်သည့် ဆန်းသစ်သောနည်းပညာများကို အကောင်အထည်ဖော်လျက်ရှိသည်။ ၎င်းတွင် သုတေသီများက တန်ဖိုးကြီးသော အလွန်တောက်ပသော X-rays များကို ထုတ်လုပ်သည့် ထည့်သွင်းကိရိယာများ၊ X-rays များကို အနည်းငယ် နာနိုမီတာအထိ အာရုံစိုက်သည့် မှန်ဘီလူးများ၊ လေ့လာဆဲနမူနာနှင့် X-rays အကျိုးသက်ရောက်ပုံကို အမြင့်ဆုံးဖြစ်စေသော တူရိယာများ၊ နှင့် APS ရှာဖွေတွေ့ရှိမှုများ စုစည်းမှုနှင့် စီမံခန့်ခွဲမှုတို့ ပါဝင်သည်။ သုတေသနသည် ကြီးမားသော ဒေတာပမာဏကို ထုတ်ပေးသည်။
ဤလေ့လာမှုသည် ကန်ထရိုက်နံပါတ် DE-AC02-06CH11357 အရ အမေရိကန်စွမ်းအင်ဌာနအတွက် Argonne National Laboratory မှ ဆောင်ရွက်သည့် US Department of Science User Center မှ Advanced Photon Source မှ အရင်းအမြစ်များကို အသုံးချခဲ့သည်။
Argonne အမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်းသည် အိမ်တွင်းသိပ္ပံနှင့်နည်းပညာ၏ တင်းမာသောပြဿနာများကို ဖြေရှင်းရန် ကြိုးပမ်းသည်။ အမေရိကန်ပြည်ထောင်စုတွင် ပထမဆုံးအမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်းအနေဖြင့် Argonne သည် သိပ္ပံနည်းကျတိုင်းနီးပါးတွင် ခေတ်မီအခြေခံနှင့် လက်တွေ့အသုံးချသုတေသနပြုလုပ်သည်။ Argonne သုတေသီများသည် တိကျသောပြဿနာများကိုဖြေရှင်းရန်၊ US သိပ္ပံပညာဆိုင်ရာခေါင်းဆောင်မှုမြှင့်တင်ရန်နှင့် နိုင်ငံကို ပိုမိုကောင်းမွန်သောအနာဂတ်အတွက်ပြင်ဆင်ရန် ရာနှင့်ချီသောကုမ္ပဏီများ၊ တက္ကသိုလ်များ၊ ဖက်ဒရယ်၊ ပြည်နယ်နှင့် မြူနီစီပယ်အေဂျင်စီများမှ သုတေသီများနှင့် အနီးကပ်လုပ်ဆောင်ပါသည်။ Argonne သည် နိုင်ငံပေါင်း 60 ကျော်မှ ဝန်ထမ်းများကို အလုပ်ခန့်ထားပြီး US Energy's Office of Science ၏ UChicago Argonne, LLC မှ ဆောင်ရွက်ပေးပါသည်။
US စွမ်းအင်ဌာန၏ သိပ္ပံရုံးသည် ကျွန်ုပ်တို့ခေတ်၏ အပြင်းထန်ဆုံးသော ပြဿနာအချို့ကို ဖြေရှင်းရန် လုပ်ဆောင်နေသည့် ရူပဗေဒသိပ္ပံတွင် အခြေခံသုတေသနအတွက် နိုင်ငံ၏အကြီးဆုံး အဆိုပြုချက်ဖြစ်သည်။ ပိုမိုသိရှိလိုပါက၊ https://energy​.gov/​science​​ience သို့ ဝင်ရောက်ကြည့်ရှုပါ။