Գիտնականները բացահայտել են թթվածնի վճռորոշ դերը մարտկոցներում
Դանդիի և Ուորվիքի համալսարանների հետազոտողները հայտարարել են մարտկոցների աշխատանքի վերաբերյալ կարևոր բացահայտման մասին։ Նրանց խոսքով՝ թթվածինը լիթիում-իոնային մարտկոցներում էներգիայի կուտակման ու ազատման գործընթացում խաղում է շատ ավելի ակտիվ դեր, քան մինչ այժմ ենթադրվում էր։ Աշխատանքը կարող է նպաստել ավելի արագ լիցքավորվող, երկարատև և անվտանգ մարտկոցների ստեղծմանը։
Դանդիի և Ուորվիքի համալսարանների գիտնականները հայտնել են մարտկոցների աշխատանքի վերաբերյալ նոր բացահայտման մասին, որը կարող է երկարաժամկետ ազդեցություն ունենալ էներգակուտակման ոլորտի վրա։ Հետազոտության արդյունքների համաձայն՝ թթվածինը լիթիում-իոնային մարտկոցներում էներգիայի կուտակման և ազատման գործընթացում ունի ավելի մեծ նշանակություն, քան նախկինում ենթադրվում էր։
Ինչու է այս բացահայտումը կարևոր
Մինչ այժմ ընդունված պատկերացումն այն էր, որ լիցքավորման ընթացքում հիմնական փոփոխությունները տեղի են ունենում մարտկոցի մեջ առկա մետաղական տարրերում՝ մասնավորապես նիկելի, կոբալտի կամ երկաթի մեջ, իսկ թթվածինը համարվում էր գրեթե պասիվ բաղադրիչ։ Նոր ուսումնասիրությունը, սակայն, ցույց է տվել, որ թթվածինը կարող է ակտիվորեն մասնակցել էլեկտրոնների շարժին և ազդել լիցքավորման ու լիցքաթափման ընթացքի վրա։
Գիտնականների խոսքով՝ այդ հանգամանքը կարող է փոխել ոչ միայն մարտկոցների աշխատանքի վերաբերյալ գիտական պատկերացումները, այլև դրանց նախագծման սկզբունքները։ Եթե հաստատվի այս մոտեցումը, հնարավոր կլինի ստեղծել սարքեր, որոնք ավելի արագ կլիցքավորվեն, ավելի երկար կծառայեն և ավելի անվտանգ կլինեն օգտագործման ընթացքում։
Ինչ է ցույց տվել ուսումնասիրությունը
Հետազոտությունն ուսումնասիրել է այսօր ամենատարածված լիթիում-իոնային կաթոդների երկու տեսակ՝ ֆոսֆատներն ու շերտավոր օքսիդները։ Դրանք կիրառվում են ինչպես էլեկտրական տրանսպորտում, այնպես էլ շարժական էլեկտրոնիկայում՝ հեռախոսներում, նոութբուքներում և այլ սարքերում։
Աշխատանքի հեղինակները նշում են, որ ֆոսֆատներում թթվածնի մասնակցությունը եղել է նվազագույն, մինչդեռ շերտավոր օքսիդներում նկատվել է թթվածնից էլեկտրոնների զգալի դուրսբերում։ Նրանց գնահատմամբ՝ հենց այս տարբերությունն է կարևոր հուշում տալիս այն մասին, թե ինչպես են տարբեր նյութերը պահպանում էներգիան և ինչու են ժամանակի ընթացքում որոշ մարտկոցներ արագ կորցնում արդյունավետությունը։
Հնարավոր ազդեցությունը ապագայի տեխնոլոգիաների վրա
Դանդիի համալսարանի տեսական ֆիզիկոս դոկտոր Հրիշիտ Բաներջին ընդգծել է, որ մաքուր գիտական մակարդակում այս բացահայտումը նոր հիմք է ստեղծում մարտկոցների ձախողման պատճառները հասկանալու համար։ Նրա խոսքով՝ երբ հայտնի է դառնում, թե ինչ է կատարվում ատոմային փոքր չափազանցությամբ, հնարավոր է մշակել ավելի դիմացկուն ու արդյունավետ նյութեր։
Հետազոտության լիակատար արդյունքները հրապարակվել են Nature Nanotechnology հանդեսում։ Գիտնականները կարծում են, որ ստացված ընդհանուր շրջանակը կարող է օգնել նոր սերնդի մարտկոցների նախագծմանը՝ հատկապես այն ոլորտներում, որտեղ բարձր արդյունավետությունն ու երկար ծառայության ժամկետը վճռորոշ են։
Աղբյուր՝ The Independent