Орчин үеийн төхөөрөмжүүдийн гол тэжээлийн эх үүсвэр болсон батарей цаг хугацааны явцад багтаамжаа алдаж, ажиллагаа нь мууддаг. Өмнө нь энэ процессыг зөвхөн химийн задралтай холбон тайлбарладаг байсан бол шинэ судалгаа илүү нарийн механизмыг ил болгожээ.
Northeastern их сургуулийн эрдэмтэд батарейн доторх материалын бөөмс тогтмол байрлалтай байдаггүй, харин идэвхтэй хөдөлж, хоорондоо мөргөлдөн, байрлалаа өөрчилдөг болохыг тогтоосон байна. Энэхүү судалгаа Science сэтгүүлд нийтлэгджээ.
“Амьд” орчин дахь хөдөлгөөн
Өмнөх ойлголтоор батарей нь харьцангуй тогтвортой бүтэцтэй гэж үздэг байсан. Харин шинэ судалгаагаар дотоод орчин нь байнга хөдөлгөөнтэй, динамик шинжтэй болох нь тогтоогджээ.
Судлаачид бөөмсийн хөдөлгөөнийг “унаж буй одод”-той зүйрлэсэн байна. Бөөмс:
- байршлаа өөрчилдөг
- хоорондоо мөргөлддөг
- бүтцийн зохион байгуулалтыг дахин өөрчилдөг
Хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй эвдрэл
Эдгээр хөдөлгөөн нь батарейн дотор механик ачаалал үүсгэдэг. Бөөмсийн шилжилтээс үүдэн:
- дотоод стресс бий болдог
- бичил ан цав үүсдэг
- бүтцийн эвдрэл нэмэгддэг
Ингэснээр батарейн ажиллагаа буурч, насжилт нь хурдасдаг байна. Энэ нь батарейн элэгдэл зөвхөн химийн бус, мөн физик процесс гэдгийг харуулж байна.
Шинэ загварчлалын боломж
Энэхүү нээлт нь батарей зохион бүтээх арга барилд өөрчлөлт авчирч болзошгүй. Цаашид:
- бөөмсийн хөдөлгөөнийг багасгах материал
- дотоод “амортизатор” бүтэц
- илүү бат бөх найрлага
зэрэг шийдлүүдийг боловсруулах боломжтой гэж үзэж байна.
Мөн компьютер загварчлалд энэхүү динамик хөдөлгөөнийг тусгаснаар батарейн ашиглалтын хугацааг илүү нарийвчлалтай тооцоолох боломж бүрдэнэ.
Ирээдүйн ач холбогдол
Энэхүү судалгаа нь ялангуяа:
- цахилгаан автомашин
- эрчим хүч хадгалах систем
зэрэг салбарт чухал ач холбогдолтой. Батарейн дотоод эвдрэлийг бууруулснаар ашиглалтын хугацаа уртасч, зардал буурах боломжтой.
Эцэст нь, батарейг статик бүтэц биш, харин динамик орчин гэж үзэх шинэ ойлголт нь илүү найдвартай, урт настай эрчим хүчний эх үүсвэр хөгжүүлэх суурь болж байна.
