ایک نیا تیار کردہ الیکٹرولائٹ اضافی مادہ محفوظ ، دیرپا ، اور زیادہ کفایتی ریچارج ایبل زنک بیٹریوں کی ترقی میں معاون ثابت ہوسکتا ہے۔

مائع  زنک آئن بیٹریاں (اے زیڈ آئی بی) لیتھیم آئن بیٹریوں کے کم لاگت ، محفوظ اور پائیدار متبادل کے طور پر ابھر رہی ہیں ۔  تاہم ، زنک ڈینڈرائیٹ کی ترقی ، ہائیڈروجن کے اخراج کا عمل  (ایچ ای آر)،زنگ لگنا  اور سائیکلنگ کے ناقص استحکام کی وجہ سے ان کی تجارت کاری میں رکاوٹ آتی ہے ۔  یہ مطالعہ مہنگے مواد کے نئے ڈیزائن کے بجائے انٹرفیس انجینئرنگ کے ذریعے ان اہم چیلنجوں سے نمٹتا ہے ۔  یہ کام حفاظت اور کم لاگت کو برقرار رکھتے ہوئے بیٹری کی مدت کو دیر پا  بنانے کے لیے ایک عملی اور توسیع پذیر حکمت عملی فراہم کرتا ہے ، جو بڑے پیمانے پر قابل تجدید توانائی ذخیرہ کرنے کی ایپلی کیشنز کے لیے ضروری ہے ۔

محققین زنک اینوڈ استحکام اور دہری برقی سطح کی اہمیت اور سطح کی  اندرونی ہیلم ہولٹز پلین کے کردار کو بڑھانے کے طریقوں پر کام کر رہے ہیں جہاں الیکٹرو کیمیکل رد عمل واقعتاً  اس میں پائے جاتے ہیں ۔

محکمہ سائنس و ٹیکنالوجی (ڈی ایس ٹی) کے ایک خود مختار ادارے انسٹی ٹیوٹ آف نینو سائنس اینڈ ٹیکنالوجی (آئی این ایس ٹی) کے سائنسدانوں نے الیکٹرولائٹ کے اضافی مادے 1،3 یعنی (3،1 ڈائی کاربوکسی پروپائیل)-1 ایچ- ایمیڈازول – 3- ایئم کلورائیڈ(بی ڈی آئی ایم) تیار کیا ہے جو زنک دھات کی سطحوں پر منتخب طور پر جذب ہوتا ہے اور مائع زنک آئن بیٹریوں (اے زیڈ آئی بی) کی اندرونی ہیلم ہولٹز پلین (آئی ایچ پی) کو منظم کرتا ہے ۔

انہوں نے گلوٹامک ایسڈ کو سوڈیم ہائیڈروکسائڈ (این اے او ایچ) اور پانی میں ملایا کیا ، اس کے بعد اس میں گلیوکسال ، فارملڈیہائیڈ اور ایسیٹک ایسڈ شامل کی۔اس   مرکب کو نائٹروجن کے تحت 70 ڈگری سینٹی گریڈ پر 24 گھنٹے تک گرم کیا گیا اور پھر بی ڈی آئی ایم کا کرسٹل پاؤڈر حاصل کرنے کے لیے نکالا گیا  اور لیوفیلائز کیا گیا۔

تصویر: (بائیں) اے سی ایس الیکٹرو کیمسٹری میں قبول شدہ کام کی سرورق تصویر جس میں دکھایا گیا ہے کہ الیکٹرولائٹ اضافی مادہ زنک سطح کو کس طرح کنٹرول کرتا ہے ۔  (دائیں) ایچ ای آر  کو  دبانے میں زنک انیوڈ کی سطح پر بی ڈی آئی ایم اضافی کے اثر کا موازنہ

 

اضافی بی ڈی آئی ایم میں متعدد آکسیجن اور نائٹروجن ڈونر سائٹس ہوتے ہیں جو زنک دھات کے ساتھ مضبوطی کے ساتھ رد عمل کرتے ہیں۔  بیٹری آپریشن کے دوران ، بی ڈی آئی ایم ترجیحی طور پر منفی پولرائزڈ زنک کی سطح پر جذب ہوتا ہے اور اندرونی ہیلم ہولٹز پلین پر چھا جاتا ہے۔  یہ جذب پانی کے مالیکیولز کو انٹرفیس سے باہر کر دیتا ہے گھر کر دیتا ہے ، پانی سے پیدا ہونے والے ضمنی رد عمل جیسے ہائیڈروجن اخراج  اور سنکنرن کو کم کرتا ہے اور ہائیڈروجن اخراج ، سنکنرن اور ڈینڈرائیٹ کی تشکیل کو روکتا ہے ۔

الٹرامائکرو الیکٹروڈ (یو ایم ای) نامی لیب میں تیار کردہ چھوٹے الیکٹروڈ کو فاسٹ اسکین سائیکلک وولٹامیٹری (ایف ایس سی وی) کے ساتھ ملا کر زنک جمع کرنے کے طریقہ کار میں نئی معلومات کی تحقیقات کی گئی ۔

تقریبا 50 مائکرو میٹر سے کم کے حجم والا یو ایم ای جس میں پھیلاؤ کا طرز عمل انتہائی چھوٹے سائز کی وجہ سے مکمل طور پر لینئر سے ریڈیل یا نصف کرہ میں بدل جاتا ہے اور اعلی اسکین کی شرحوں کو حاصل کرنے میں مدد کرتا ہے ، جبکہ ایف ایس سی وی چارج-ٹرانسفر کے نظام میں تبدیلی کو دیکھنے میں مدد کرتا ہے ۔  ان سے انہیں براہ راست انٹرفیسیل چارج-ٹرانسفر اور ماس-ٹرانسفر کینیٹکس کی تحقیقات کرنے میں مدد ملی ، جس سے زنک جمع کرنے کے طریقہ کار کی نئی سمجھ فراہم ہوئی ۔

 

ڈاکٹر رمیندر سندر ڈے ،انجینئر و سائنسداں ، آئی این ایس ٹی موہالی کی قیادت میں اور جرنل اے سی ایس الیکٹرو کیمسٹری میں شائع ہونے والی تحقیق کا بالواسطہ/ بلاواسطہ طور پر اے زیڈ آئی بی ، گرڈ پیمانے پر توانائی کو ذخیرہ کرنے کا نظام ، قابل تجدید توانائی کا ذخیرہ  کرنے  اور بیٹری کا تحفظ اور اس کی میعاد میں فروغ پر نافذ کیا جا سکتا ہے ۔

یہ ٹیکنالوجی محفوظ ، دیرپا اور زیادہ کفایتی ریچارج ایبل بیٹریوں کی ترقی میں معاون ثابت ہو سکتا ہے ۔  بہتر زنک آئن بیٹریاں قابل تجدید توانائی ذخیرہ کرنے ، بیک اپ پاور سسٹم  اور گرڈ پیمانے پر توانائی ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں ۔  بیٹری کی میعاد  کو بڑھا کر اور کارکردگی  میں گراوٹ کو کم کرکے ، ٹیکنالوجی دیکھ بھال کے اخراجات کو کم کر سکتی ہے اور پائیدار توانائی کے بنیادی ڈھانچے کے اعتماد  کو بہتر بنا سکتی ہے ۔

اشاعت کا لنک-https://doi.org/ 10.1021/acselectochem.5c00322

 

*******

ش ح۔ م ش۔ خ م

UN-NO-9300

(रिलीज़ आईडी: 2279032) आगंतुक पटल : 6