လေ့လာမှုသည် ကျွန်ုပ်တို့နေ့စဉ်အသုံးပြုနေသည့် ဘက်ထရီများကို ပိုမိုခံနိုင်ရည်ရှိပြီး အားကောင်းပြီး ဘေးကင်းစေရန်အတွက် နည်းလမ်းတစ်ခုကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သည်။
2018 နှစ်သည် ယခုအခါတွင် ကျွန်ုပ်တို့၏နေ့စဉ်ဘဝများကို အမျိုးမျိုးသော gadget များဖြင့် လှုံ့ဆော်ပေးပါသည်။ လျှပ်စစ်မီး သို့မဟုတ် ဘက်ထရီပေါ်။ ဘက်ထရီသုံး ဂက်ဂျက်များနှင့် စက်များပေါ်တွင် ကျွန်ုပ်တို့၏ မှီခိုအားထားမှုသည် အံ့မခန်းကြီးထွားလာပါသည်။ တစ် ဘက်ထရီ ဓာတုစွမ်းအင်ကို လျှပ်စစ်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးသည့် ဓာတုစွမ်းအင်ကို သိုလှောင်သည့် ကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဘက်ထရီများသည် ပြင်ပကိရိယာမှတဆင့် စီးဆင်းနေသော စွမ်းအင်ပြည့် အီလက်ထရွန်များကို ထုတ်ပေးသည့် တုံ့ပြန်မှုရှိသော အသေးစား ဓာတုဓာတ်ပေါင်းဖိုများဖြစ်သည်။ ၎င်း၏ ဆဲလ်ဖုန်း သို့မဟုတ် လက်ပ်တော့များ သို့မဟုတ် အခြားလျှပ်စစ်ကားများပင်ဖြစ်စေ ဘက်ထရီများ—ယေဘုယျအားဖြင့် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်း – ဤနည်းပညာများအတွက် အဓိက ပါဝါအရင်းအမြစ်ဖြစ်သည်။ နည်းပညာများ တိုးတက်ပြောင်းလဲလာသည်နှင့်အမျှ ပိုမိုသေးငယ်ကျစ်လျစ်သော၊ စွမ်းရည်မြင့်မားပြီး ဘေးကင်းသော အားပြန်သွင်းနိုင်သော ဘက်ထရီများအတွက် စဉ်ဆက်မပြတ်တောင်းဆိုမှုများ ရှိနေပါသည်။
ဘက်ထရီများသည် ရှည်လျားပြီး ကြီးကျယ်ခမ်းနားသော သမိုင်းကြောင်းရှိသည်။ အမေရိကန်သိပ္ပံပညာရှင် Benjamin Franklin သည် ချိတ်ဆက်ထားသော capacitors အစုံကိုအသုံးပြု၍ လျှပ်စစ်ဓာတ်နှင့်စမ်းသပ်မှုများပြုလုပ်နေစဉ် 1749 ခုနှစ်တွင် "ဘက်ထရီ" ဟူသောဝေါဟာရကိုပထမဆုံးအသုံးပြုခဲ့သည်။ အီတလီ ရူပဗေဒပညာရှင် Alessandro Volta သည် ကြေးနီ (Cu) နှင့် ဇင့် (Zn) ဓာတ်ပြားများကို ဆားစိမ်ထားသော အဝတ်ဖြင့် ပိုင်းခြားထားသည့် ၁၈၀၀ ခုနှစ်တွင် ပထမဆုံး ဘက်ထရီကို တီထွင်ခဲ့သည်။ ခဲ-အက်ဆစ်ဘက်ထရီကို ၁၈၅၉ ခုနှစ်တွင် တီထွင်ခဲ့ပြီး သက်တမ်းအရင့်ဆုံးနှင့် သက်တမ်းအရင့်ဆုံးသော အားပြန်သွင်းနိုင်သော ဘက်ထရီများကို မော်တော်ယာဥ်အတွင်း လောင်ကျွမ်းစေသောအင်ဂျင်အပါအဝင် စက်ပစ္စည်းအများအပြားတွင် ယနေ့တိုင် အသုံးပြုနေဆဲဖြစ်သည်။
ဘက်ထရီများသည် ရှည်လျားလှပြီး ယနေ့ခေတ်တွင် ၎င်းတို့သည် ကြီးမားသော မီဂါဝပ် အရွယ်အစားများမှ အရွယ်အစား အမျိုးမျိုးဖြင့် ရောက်ရှိလာသောကြောင့် သီအိုရီအရ ဆိုလာခြံများမှ ပါဝါကို သိုလှောင်ကာ မြို့ကြီးငယ်များကို မီးလင်းနိုင်သည် သို့မဟုတ် အီလက်ထရွန်းနစ် နာရီများတွင် အသုံးပြုသည့် ပမာဏများကဲ့သို့ သေးငယ်နိုင်သည်။ ဝမ်းသာလိုက်တာ မဟုတ်လား။ ပင်မဘက်ထရီဟုခေါ်သော အရာတစ်ခုတွင်၊ အီလက်ထရွန်စီးဆင်းမှုကို ထုတ်ပေးသည့် တုံ့ပြန်မှုသည် နောက်ပြန်မဆုတ်နိုင်ဘဲ ၎င်း၏ ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများထဲမှ တစ်ခုကို စားသုံးလိုက်သောအခါ ဘက်ထရီသည် ပြားသွားသည် သို့မဟုတ် သေဆုံးသွားသည်။ အသုံးအများဆုံး ပင်မဘက်ထရီမှာ ဇင့်-ကာဗွန် ဘက်ထရီဖြစ်သည်။ အဆိုပါ ပင်မဘက်ထရီများသည် ပြဿနာကြီးတစ်ခုဖြစ်ပြီး ယင်းဘက်ထရီများကို စွန့်ပစ်ခြင်းကို ကိုင်တွယ်ဖြေရှင်းရန် တစ်ခုတည်းသောနည်းလမ်းမှာ ၎င်းတို့အား ပြန်လည်အသုံးပြုနိုင်သည့်နည်းလမ်းကို ရှာဖွေရန်ဖြစ်သည်- ဆိုလိုသည်မှာ ၎င်းတို့အား ပြန်လည်အားသွင်းနိုင်စေရန် ပြုလုပ်ခြင်းဖြစ်သည်။ ဘက္ထရီအသစ်ကို အစားထိုးလဲလှယ်ခြင်းသည် သိသိသာသာ လက်တွေ့မကျသောကြောင့် ဘက်ထရီများ ပိုမိုများပြားလာသည်နှင့်အမျှ၊ အစွမ်းထက် အဲဒါတွေကို အစားထိုးပြီး စွန့်ပစ်ဖို့ တော်တော်ကို ဈေးကြီးတယ်လို့ မပြောဘဲနဲ့ ကြီးကြီးမားမား ဖြစ်လာတယ်။
နီကယ်-ကက်မီယမ်ဘက်ထရီ (NiCd) သည် အယ်လကာလီကို အီလက်ထရွန်းအဖြစ်အသုံးပြုသည့် ပထမဆုံးသော လူကြိုက်များသော အားပြန်သွင်းနိုင်သော ဘက်ထရီဖြစ်သည်။ 1989 ခုနှစ်တွင် နီကယ်-သတ္တု ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဘက်ထရီ (NiMH) သည် NiCd ဘက်ထရီများထက် သက်တမ်းပိုကြာအောင် တီထွင်ခဲ့သည်။ သို့ရာတွင်၊ ၎င်းတို့တွင် အားနည်းချက်အချို့ရှိသည်၊ အဓိကအားဖြင့် ၎င်းတို့သည် ၎င်းတို့အား အမြင့်ဆုံးနှုန်းဟု ဆိုသောအခါတွင် ၎င်းတို့သည် အထူးအားဖြင့် အားပိုသွင်းခြင်းနှင့် အပူလွန်ကဲခြင်းအတွက် အလွန်အထိခိုက်မခံသောကြောင့် ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် ၎င်းတို့အား ဖြည်းညှင်းစွာနှင့် ဂရုတစိုက် အားသွင်းရန် လိုအပ်ပြီး ရိုးရှင်းသော အားသွင်းကိရိယာများဖြင့် အားသွင်းရန် အချိန်ပိုကြာရန် လိုအပ်ပါသည်။
1980 ခုနှစ်တွင် တီထွင်ခဲ့သော Lithium-ion ဘက်ထရီများ (LIBs) များသည် လူသုံးအများဆုံး ဘက်ထရီများဖြစ်သည်။ အီလက်ထရောနစ် ယနေ့စက်ပစ္စည်းများ။ လစ်သီယမ်သည် အပေါ့ပါးဆုံး ဒြပ်စင်များထဲမှ တစ်ခုဖြစ်ပြီး ၎င်းတွင် အကြီးဆုံး လျှပ်စစ်ဓာတု အလားအလာများထဲမှ တစ်ခု ဖြစ်သောကြောင့် ဤပေါင်းစပ်မှုသည် ဘက်ထရီ ပြုလုပ်ရန်အတွက် အထူးသင့်လျော်ပါသည်။ LIBs များတွင်၊ လီသီယမ်အိုင်းယွန်းများသည် ဆားနှင့်ပြုလုပ်ထားသည့် အီလက်ထရောနစ်တစ်ခုမှတဆင့် မတူညီသောလျှပ်ကူးပစ္စည်းများကြားတွင် ရွေ့လျားသည်။ အော်ဂဲနစ် ပျော်ရည်များ (ရိုးရာ LIBs အများစုတွင်)။ သီအိုရီအရ၊ လစ်သီယမ်သတ္တုသည် အလွန်မြင့်မားသော စွမ်းရည်ရှိသည့် လျှပ်စစ်အပြုသဘောဆောင်သည့် သတ္တုဖြစ်ပြီး ဘက်ထရီအတွက် ဖြစ်နိုင်ခြေအကောင်းဆုံး ရွေးချယ်မှုဖြစ်သည်။ LIB များသည် အားပြန်သွင်းခြင်းကို လုပ်ဆောင်နေချိန်တွင် အပြုသဘောဆောင်သော လီသီယမ်အိုင်းယွန်းသည် လစ်သီယမ်သတ္တုဖြစ်လာသည်။ ထို့ကြောင့် LIB များသည် ၎င်းတို့၏သက်တမ်းနှင့် စွမ်းရည်မြင့်မားမှုကြောင့် သယ်ဆောင်ရလွယ်ကူသော စက်ပစ္စည်းအမျိုးမျိုးတွင် အသုံးပြုရန်အတွက် ရေပန်းအစားဆုံး အားပြန်သွင်းနိုင်သော ဘက်ထရီများဖြစ်သည်။ သို့သော်လည်း၊ အဓိကပြဿနာတစ်ခုမှာ electrolyte သည် ဘက်ထရီအတွင်း short-circuit ဖြစ်သည့်အတွက် အလွယ်တကူ အငွေ့ပျံနိုင်ပြီး မီးဘေးအန္တရာယ်ဖြစ်နိုင်သည်။ လက်တွေ့တွင်၊ LIB များသည် အချိန်ကြာလာသည်နှင့်အမျှ လီသီယမ်၏ပုံစံများသည် ပုံသဏ္ဍာန်မဟုတ်သည့်ပုံစံဖြစ်လာသောကြောင့် LIB များသည် အမှန်တကယ်ပင် မတည်မငြိမ်ဖြစ်နေကြပါသည်။ LIB များသည် အားသွင်းနှုန်းနည်းပါးပြီး ဘေးကင်းရေးဆိုင်ရာ စိုးရိမ်ပူပန်မှုများကြောင့် ပါဝါမြင့်မားပြီး စွမ်းရည်မြင့်စက်များ၊ ဥပမာ လျှပ်စစ်နှင့် ဟိုက်ဘရစ်လျှပ်စစ်ယာဉ်များအတွက် ၎င်းတို့ကို အသုံးပြုနိုင်မည်မဟုတ်ပေ။ အလွန်ရှားပါးသည့်အချိန်များတွင် စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ထိန်းသိမ်းမှုနှုန်းကောင်းများပြသရန် LIB ကို အစီရင်ခံထားပါသည်။
ထို့ကြောင့် မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း ဘက်ထရီအများအပြား မီးလောင်ခံရသောကြောင့် အန္တရာယ်ကင်းသည်ဟု သတ်မှတ်ခံရသကဲ့သို့ ဘက်ထရီလောကတွင် အားလုံးသည် ပြီးပြည့်စုံသည်မဟုတ်ပါဘဲ၊ တစ်ခါတစ်ရံတွင် ထိရောက်မှုမရှိပါ။ ကမ္ဘာတစ်ဝှမ်းရှိ သိပ္ပံပညာရှင်များသည် သေးငယ်သော၊ ဘေးကင်းစွာ အားပြန်သွင်းနိုင်သော၊ ပေါ့ပါး၊ ပိုမိုခံနိုင်ရည်ရှိပြီး တစ်ချိန်တည်းတွင် ပိုမိုအားကောင်းမည့် ဘက်ထရီများကို တည်ဆောက်ရန် ကြိုးပမ်းနေကြသည်။ ထို့ကြောင့်၊ အာရုံစူးစိုက်မှုသည် အလားအလာရှိသော အခြားရွေးချယ်စရာအဖြစ် solid-state electrolytes အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသွားခဲ့သည်။ သိပ္ပံပညာရှင်များက ရွေးချယ်စရာများစွာကို ရည်ရွယ်ချက်ဖြင့် ထိန်းသိမ်းထားသော်လည်း တည်ငြိမ်မှုနှင့် အတိုင်းအတာသည် လေ့လာမှုအများစု၏ အတားအဆီးတစ်ခုဖြစ်သည်။ ပိုလီမာအီလက်ထရောလစ်များသည် တည်ငြိမ်ရုံသာမက လိုက်လျောညီထွေရှိပြီး စျေးမကြီးသောကြောင့် ကြီးမားသောအလားအလာကိုပြသထားသည်။ ကံမကောင်းစွာပဲ၊ ထိုကဲ့သို့သော ပိုလီမာအီလက်ထရောနစ်များ၏ အဓိကပြဿနာမှာ ၎င်းတို့၏ လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများ ညံ့ဖျင်းခြင်းပင်ဖြစ်သည်။
မကြာသေးမီက ACS တွင်ထုတ်ဝေခဲ့သောလေ့လာမှုတစ်ခုတွင် Nano အက္ခရာများ, သုတေသီများ ဘက်ထရီ၏ ဘေးကင်းမှုနှင့် အခြားဂုဏ်သတ္တိများစွာကို ၎င်းတွင် nanowires များထည့်ခြင်းဖြင့် ဘက်ထရီကို သာလွန်ကောင်းမွန်စေကြောင်း ပြသထားသည်။ တရုတ်နိုင်ငံ၊ Zhejiang University of Technology, College of Materials Science and Engineering မှ သုတေသီအဖွဲ့သည် ၎င်းတို့၏ ယခင် သုတေသနပြုချက်များအရ မဂ္ဂနီဆီယမ် ဘိုရတ် nanowires များကို ဖန်တီးခဲ့ပြီး စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိနှင့် လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်း ကောင်းမွန်ကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ လက်ရှိ လေ့လာမှုတွင် ၎င်းတို့သည် ဘက်ထရီအတွက် မှန်ကန်မှုရှိမရှိ စစ်ဆေးခဲ့သည်။ nanowires Solid-state ပေါ်လီမာ အီလက်ထရွန်းကို ပေါင်းထည့်သည်။ Solid-state electrolyte ကို မဂ္ဂနီဆီယမ် ဘိုရတ် နာနိုဝိုင်ယာများ၏ အလေးချိန် 5၊ 10၊ 15 နှင့် 20 တို့နှင့် ရောစပ်ထားသည်။ nanowires များသည် အစောပိုင်း nanowires မပါသော ဘက်ထရီများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ပိုခိုင်ခံ့ပြီး ခံနိုင်ရည်ရှိစေသည့် solid-state polymer electrolyte ၏ conductivity ကို တိုးမြင့်စေသည်ကို တွေ့ရှိရသည်။ လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်း တိုးလာခြင်းသည် electrolyte မှတဆင့် ရွေ့လျားလာသော အိုင်းယွန်း အရေအတွက် တိုးလာပြီး ပိုမိုမြန်ဆန်သော နှုန်းဖြင့် ဖြစ်ပေါ်လာရခြင်း ဖြစ်သည်။ တပ်ဆင်မှုတစ်ခုလုံးသည် ဘက်ထရီတစ်လုံးနှင့်တူသော်လည်း ပေါင်းထည့်ထားသော nanowires များဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် သာမာန်ဘက်ထရီများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက စွမ်းဆောင်ရည် မြင့်မားပြီး လည်ပတ်နှုန်း တိုးလာကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ မီးလောင်လွယ်ခြင်းအတွက် အရေးကြီးသော စမ်းသပ်မှုတစ်ခုကိုလည်း ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး ဘက်ထရီ လောင်ကျွမ်းခြင်းမရှိကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့ရသည်။ မိုဘိုင်းလ်ဖုန်းများနှင့် လက်ပ်တော့များကဲ့သို့ ယနေ့ခေတ်တွင် အသုံးများသော သယ်ဆောင်ရလွယ်ကူသော အပလီကေးရှင်းများသည် သိုလှောင်မှုစွမ်းအင်ကို အများဆုံးနှင့် အသေးငယ်ဆုံးသော အဆင့်မြှင့်တင်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ ၎င်းသည် ပြင်းထန်စွာ ထုတ်လွှတ်နိုင်ခြေကို သိသာထင်ရှားစွာ တိုးပွားစေပြီး လိုအပ်သော ဘက်ထရီပုံစံ သေးငယ်သောကြောင့် ထိုစက်ပစ္စည်းများအတွက် ၎င်းကို စီမံခန့်ခွဲနိုင်သည်။ ဒါပေမယ့် ပိုကြီးတဲ့ဘက်ထရီတွေကို ဒီဇိုင်းဆွဲပြီး စမ်းသုံးထားတာကြောင့် ဘေးကင်းမှု၊ တာရှည်ခံမှုနဲ့ ပါဝါက အလွန်အရေးကြီးတယ်လို့ ယူဆတယ်။
***
{ကိုးကားထားသောရင်းမြစ်(များ)စာရင်းတွင် အောက်တွင်ဖော်ပြထားသော DOI လင့်ခ်ကို နှိပ်ခြင်းဖြင့် မူရင်းသုတေသနစာတမ်းကို ဖတ်နိုင်သည်}
source (s) ကို
Sheng O et al ။ 2018. Mg2B2O5 Nanowire သည် မြင့်မားသော Ionic Conductivity၊ အလွန်ကောင်းမွန်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် Flame-Retardant Performance ဖြင့် Multifunctional Solid-State Electrolytes ကို ဖွင့်ထားသည်။ နာနိုစာလုံးများ။ https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b00659
