แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะชาร์จในที่เย็น

เมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงไม่สามารถเก็บประจุได้มากนัก ดังนั้นจึงชาร์จได้ไม่ดีนัก นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย ของจีนกล่าวว่าตอนนี้พวกเขาได้เอาชนะปัญหานี้แล้วโดยแทนที่กราไฟต์แอโนดในอุปกรณ์เหล่านี้ด้วยวัสดุที่มีคาร์บอนเป็นหลุมเป็นบ่อ โครงสร้างใหม่นี้รักษาความจุในการจัดเก็บแบบชาร์จซ้ำได้ไว้ที่ -20°C ช่วยให้สามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมที่เย็น 

เช่น ที่พบ

ในระดับความสูงสูง ในการใช้งานด้านการบินและอวกาศ และสำหรับการสำรวจใต้ทะเลลึก รวมถึงในยานพาหนะไฟฟ้าอื่นๆ ที่ ต้องทำงานในสภาวะที่รุนแรง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานตั้งแต่โทรศัพท์มือถือไปจนถึงยานพาหนะไฟฟ้า อุปกรณ์เหล่านี้มีความจุสูง

และความหนาแน่นของพลังงานสูง ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์เหล่านี้สามารถเก็บประจุจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว ในระหว่างการชาร์จ ลิเธียมไอออนจะเคลื่อนที่จากแคโทดไปยังแอโนดผ่านอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งโดยปกติจะทำจากเกลือลิเธียมที่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ที่เป็นของเหลว อย่างไรก็ตาม 

ที่อุณหภูมิใกล้ศูนย์องศาเซลเซียส แอโนดในอุปกรณ์เหล่านี้อาจล้มเหลวในการถ่ายโอนประจุใดๆ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเสื่อมสภาพของความจุอย่างรุนแรงโครงสร้างพื้นผิวแอโนดดัดแปลงเมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยค้นพบว่าการจัดวางกราไฟต์ในแนวราบในขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

มีส่วนทำให้ความจุในการจัดเก็บพลังงานของแบตเตอรี่ลดลงเมื่ออุณหภูมิเย็นจัด ในงานวิจัยชิ้นใหม่นี้ ทีมนักวิจัยที่นำจากโรงเรียนวิทยาศาสตร์กายภาพและวิศวกรรมแห่งมหาวิทยาลัย จึงเลือกที่จะปรับเปลี่ยนโครงสร้างพื้นผิวของแอโนดนี้เพื่อพยายามปรับปรุงพลังงาน กระบวนการถ่ายโอนในอิเล็กโทรด

ในการสร้างวัสดุ “เป็นหลุมเป็นบ่อ” ใหม่ และเพื่อนร่วมงานเริ่มต้นด้วยการให้ความร้อนแก่วัสดุซีโอไลต์ที่มีโคบอลต์ที่เรียกว่า ZIF-67 ที่อุณหภูมิสูง สิ่งนี้สร้างพื้นผิวที่ทำจากคาร์บอนนาโนสเฟียร์ 12 ด้านที่มีความโค้งเป็นบวกเหมือนชาม วัสดุนี้มีความจุที่ผันกลับได้ ซึ่งเป็นการวัดความจุของแบตเตอรี่

หลังจากใช้งาน

หลายๆ รอบ ที่ 624 mAh/g ที่อุณหภูมิ -20°C ซึ่งเทียบเท่ากับ 85.9% ของความจุพลังงานที่อุณหภูมิห้อง แม้ที่อุณหภูมิ -35°C ความจุที่ย้อนกลับได้ก็ยังคงอยู่ที่ 160 mAh/g หลังจากผ่านไป 200 รอบ

ขยายช่วงการใช้งานสำหรับแบตเตอรี่ Li-ionการคำนวณของนักวิจัยเผยให้เห็นว่าพื้นผิวที่เป็นหลุม

กล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดอุโมงค์ ซึ่งนำคุณสมบัติขนาดอะตอมมาสู่การมองเห็นและขโมยจุดสนใจส่วนใหญ่จากกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง “มันรบกวนจิตใจผมเล็กน้อยที่ตอนนี้เทคนิคด้านออปติคัลถูกยกเลิกไปแล้ว อย่างน้อยก็ที่ IBM เพราะความละเอียดที่จำกัด” Pohl เล่าถึงแม้ว่าจะเข้าร่วมทีม

ขณะที่ทำงานที่ โพห์ลได้คิดค้นกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้แบบสแกน (SNOM) โดยนำไปใช้ร่วมลูกศิษย์ของเขาในขณะนั้น พวกเขาทำได้โดยการกดมุมของคริสตัลควอตซ์ที่โปร่งใสแต่เคลือบด้วยโลหะ ซึ่งพวกเขาใช้เป็นช่องรับแสงในข้อเสนอ กับแผ่นกระจกจนกระทั่งตรวจพบแสงจางๆ 

ที่ส่งมาจากสนามระยะใกล้ ด้วยความอุตสาหะในการเคลื่อนที่ภายในนาโนเมตรของตัวอย่าง (วัตถุทดสอบที่มีโครงสร้างแบบเส้นละเอียด) Pohl และเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถสร้างภาพ SNOM ที่ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้เป็นครั้งแรก ความละเอียดอยู่ที่ 20 นาโนเมตร ซึ่งเล็กกว่าไวรัสหลายตัวมาก

ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา 

ได้พัฒนาจากรูรับแสงเป็นแผ่นเป็นโพรบเคลือบโลหะที่มีรูรับแสงที่ปลาย (รูปที่ 1 ก ) แสงสามารถเดินทางผ่านปลาย และออกจากรูรับแสงระดับนาโนที่ปลายสุดเพื่อให้แสงสว่างแก่ตัวอย่างด้วยแสงระยะใกล้ ซึ่งจะสะท้อนออกหรือส่งผ่านตัวอย่าง เมื่อกระจัดกระจาย 

แสงจะถูกตรวจพบว่าเป็นสนามระยะไกล แม้ว่าการเลี้ยวเบนจะจำกัด แต่คุณก็รู้ว่าแสงจากระยะไกลนี้กระจายมาจากที่ใด (ส่วนปลายสุด) ดังนั้นจึงยังคงสามารถบรรลุความละเอียดระดับนาโนเมตรได้ ในบางระบบ แสงที่กระจัดกระจายจะย้อนขึ้นไปที่ส่วนปลายเพื่อให้ตรวจจับได้ และในโหมดนี้ 

แสงส่องสว่างดั้งเดิมอาจมาจากแหล่งกำเนิดที่แยกจากกันขณะนี้ยังมีเคล็ดลับแบบไม่มีรูรับแสง (รูปที่ 1 ข ) ในระบบเหล่านี้ ปลายโลหะที่มีความแหลมระดับอะตอม เช่นเดียวกับที่ใช้ในกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม  จะถูกส่องสว่างโดยแหล่งกำเนิดแสงระยะไกลและสแกนภายในระดับนาโนเมตร

ของพื้นผิวตัวอย่าง ทำให้แสงระยะใกล้กระจาย ดังนั้นจึงถูกตรวจพบ เป็นแสงส่องไกล วิธีนี้มีประโยชน์ในการปรับปรุงสนามที่ปลายสุด แสงทำให้เกิดการสั่นพ้องของอิเล็กตรอนบนพื้นผิวของโพรบ  “พลาสมอน” ซึ่งรวมและขยายสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในพื้นที่ที่มีการแปลสูงที่ส่วนปลาย เมื่อการกระเจิงระยะใกล้

ที่ได้รับการปรับปรุงนี้กระจายออกจากตัวอย่าง การโต้ตอบจะเข้มข้นขึ้น ทำให้เกิดสัญญาณที่มากขึ้นซึ่งช่วยให้คุณเห็นภาพได้ชัดเจนยิ่งขึ้นในด้านการมองเห็นในการสแกน ระบบสามารถแยกแท่งขนาด 4 มม. คุณภาพของภาพที่ดีขึ้น เพิ่มปริมาณงานของผู้ป่วย และลดการสัมผัสรังสีต่อผู้ป่วย

ที่จะทำให้การปรับขนาดเป็นไปได้ยาก” ฮอมเมลฮอฟฟ์กล่าว “โดยพื้นฐานแล้ว จำเป็นต้องมีการวิจัยพื้นฐานและประยุกต์มากขึ้นเพื่อเปลี่ยนการสาธิตการพิสูจน์หลักการให้เป็นเทคโนโลยีใหม่ แต่อย่างน้อยเราก็ได้ทำขั้นตอนเริ่มต้นแล้ว: การสาธิตลอจิกเกตใหม่” เป็นบ่อใหม่มีผลให้พฤติกรรมที่เฉื่อยชา

จากนั้น คุณจะต้องประกอบชิ้นส่วนที่แตกต่างกันให้เป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานได้ เมื่อต้นปีที่ผ่านมา ดูเหมือนว่านักวิจัยได้สร้างชุด LED ขนาด 200 นาโนเมตร แต่การแพร่ระบาดของโควิด-19 ทำให้อุปกรณ์ต้องเก็บฝุ่นในห้องแล็บ เนื่องจากการล็อกดาวน์ในสเปนระงับการทดลองเพิ่มเติม หลายคนจะเฝ้าดูการพัฒนาเมื่อห้องปฏิบัติการกลับมาทำงานอีกครั้ง “มันน่าสนใจ” 

credit: sellwatchshop.com kaginsamericana.com NeworleansCocktailBlog.com coachfactoryoutletswebsite.com lmc2web.com thegillssell.com jumpsuitsandteleporters.com WagnerBlog.com moshiachblog.com