پائیدار توانائی ذخیرہ کرنے میں ایک اہم پیش رفت کے طور پر، محققین نے ایک نیا کیتھوڈ مواد تیار کیا ہے جو آبی زنک-آئن بیٹریوں (اے زیڈآئی بی) کی کارکردگی اور استحکام کو نمایاں طور پر بہتر بناتا ہے۔

آبی زنک-آئن بیٹریاں، جو پانی پر مبنی الیکٹرولائٹس استعمال کرتی ہیں، محفوظ، کم لاگت اور ماحولیاتی لحاظ سے خاص طور پر شمسی اور ہوا جیسی قابل تجدید توانائی کے لیے توانائی ذخیرہ کرنے کے مؤثر ذرائع کے طور پر سمجھی جاتی ہیں۔ زنک دھات اعلیٰ نظریاتی صلاحیت، وافر ذخائر فراہم کرتی ہے اور بطور اینوڈ براہِ راست استعمال کی جاتی ہے۔ تاہم، اعلیٰ صلاحیت اور دیرپا کیتھوڈ مواد تیار کرنا ایک اہم چیلنج رہا ہے۔

سائنس اور ٹیکنالوجی کے محکمے (ڈی ایس ٹی) کے ایک خود مختار ادارے سینٹر فار نینو اینڈ سافٹ میٹر سائنس (سی ای این ایس) بنگلورو کے محققین نے سلفر ویکنسی پیدا ہونے والی 1 ٹی فیز مولیبڈینم ڈائیسلفائیڈ (1 ٹی-ایم او ایس 2) کی ترکیب کی جو زنک کی بیٹریوں کو بڑے پیمانے پر گرڈ اسٹوریج کے لیے زیادہ قابل عمل بنانے کا وعدہ کرتی ہے ۔

جناب گنیش مہندر ، ڈاکٹر راہل دیب رائے ، اور ڈاکٹر آشوتوش کمار سنگھ پر مشتمل ٹیم نے سلفر کی کمی والے 1 ٹی فیز ایم او ایس 2 نینو فلیکس تیار کرنے کے لیے احتیاط سے کنٹرول شدہ ہائیڈرو تھرمل طریقہ استعمال کیا ۔

یہ دھات نما فیز والا مواد اعلیٰ سطحی رقبہ اور بہتر ہموارموصلیت(بڑھی ہوئی برقی ترسیل) رکھتا ہے، جو تیز تر الیکٹروکیمیکل ردعمل اور زیادہ چارج اسٹوریج کی سہولت فراہم کرتا ہے۔

شکل: زنک-آئن بیٹریوں کے لیے بہتر کیے گئے کارکردگی کے پیرامیٹرز کا خاکہ

ان کے کام کا ایک اہم پہلو الیکٹرو کیمیکل پوٹینشل ونڈو( برقی صلاحیت کی حد)کو بہتر بنانے کے لیے ایک منظم مطالعہ تھا-وولٹیج کی حد جس کے اندر بیٹری مستحکم طریقے سے چلتی ہے ۔  انہوں نے مثالی آپریشنل ونڈو (دائرہ )کے طور پر 0.2 سے 1.3 وولٹ (بمقابلہ Zn 2 +/Zn ) کی نشاندہی کی۔ یہ اصلاح غیر معمولی کارکردگی میٹرکس کے حصول میں اہم تھی ۔

تیار کردہ زنک-آئن بیٹری نے غیر معمولی چکری استحکام دکھایا، اور 1 اے جی-1 کے اعلیٰ کرنٹ کثافت پر 500 مسلسل چارج-ڈسچارج سائیکلوں کے بعد اپنی ابتدائی صلاحیت کا 97.91فیصد برقرار رکھا۔ اس آلے نے 99.7فیصد کی کولمبک ایفیشنسی(چارج کی بازیابی کی شرح) دکھائی، جو کم سے کم ضمنی ردعمل کے ساتھ زنک-آئن کے داخلے اور اخراج کی انتہائی قابل واپسی صلاحیت کو ظاہر کرتی ہے۔ تحقیقاتی ٹیم نے اس بیٹری کا استعمال کرتے ہوئے ایک سکہ نما سیل پروٹوٹائپ کے ذریعے کمرشل ایک سی ڈی  ٹائمر کو کامیابی کے ساتھ چلایا، جو اس مواد کی حقیقی دنیا کی ایپلی کیشن میں صلاحیت کو اجاگر کرتا ہے۔

امریکن کیمیکل سوسائٹی (اے سی ایس) پبلشرز کے تحت جرنل آف انرجی اینڈ فیولز میں شائع ہونے والا یہ تحقیقی کام ، اعلی کارکردگی والے کیتھوڈ مواد کو ڈیزائن کرنے کے لیے ایک جامع روڈ میپ فراہم کرتا ہے ۔

یہ پیش رفت ہمیں سستی، محفوظ اور مؤثر بیٹریاں بنانے میں مدد دے سکتی ہے جو گرڈ پر بڑی مقدار میں قابل تجدید توانائی ذخیرہ کر سکیں۔

اشاعت کی تفصیلات (ڈی او آئی ) 10.1021/acs.energyfuels. 5c05072

*********

UR-2722

(ش ح۔  ش آ۔ج)

(ریلیز آئی ڈی: 2230259) وزیٹر کاؤنٹر : 5