செயற்கை நுண்ணறிவு கண்டுபிடிப்பு: லித்தியம்-சல்பர் பேட்டரிகளுக்கு புதிய உயிர்!

Detailed Coverage

பேட்டரி துறையில் ஒரு புதிய தொழில்நுட்ப முன்னேற்றம்

ஆற்றல் சேமிப்பு துறையில் ஒரு முக்கிய தொழில்நுட்ப முன்னேற்றத்தை ஆராய்ச்சியாளர்கள் எட்டியுள்ளனர். செயற்கை நுண்ணறிவைப் பயன்படுத்தி லித்தியம்-சல்பர் (Li-S) பேட்டரிகளுக்கான உகந்த பாகங்களைக் கண்டறிந்துள்ளனர். லித்தியம்-சல்பர் தொழில்நுட்பம், வழக்கமான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை விட 5 மடங்கு அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியைக் கொண்டதுடன், மலிவான மூலப்பொருட்களைப் பயன்படுத்துகிறது. இருப்பினும், இதன் வணிகப் பயன்பாடு ரசாயன ஸ்திரமின்மை மற்றும் மெதுவான எதிர்வினைகள் காரணமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது.

Li-S பேட்டரி சவால்களை எதிர்கொள்ளுதல்

இந்த பேட்டரிகளின் முக்கிய சவால்கள் சல்பர் கசிவு மற்றும் திறனற்ற சார்ஜிங் சுழற்சிகள் ஆகும். பேட்டரி செயல்படும் போது, சல்பர் கரைந்து எலக்ட்ரோலைட்டிற்குள் பரவி, நிரந்தர ஆற்றல் இழப்பை ஏற்படுத்துகிறது. மேலும், திடமான சல்பர் சேர்மங்கள் உருவாவது சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங் செயல்முறையை வெகுவாக மெதுவாக்குகிறது. இதற்கு முன்னர், கிராஃபீனில் ஒற்றை-அணு உலோக கேடலிஸ்ட்களைப் (single-atom metal catalysts) பயன்படுத்த முயன்றனர், ஆனால் அவை காலப்போக்கில் செயல்திறனைத் தக்கவைக்க போராடின.

AI மூலம் உகந்த கேடலிஸ்ட்டை தேர்வு செய்தல்

இந்தக் குறைபாடுகளைச் சரிசெய்ய, சஹில் குமார் உள்ளிட்ட விஞ்ஞானிகளின் குழு, இரட்டை-அணு கேடலிஸ்ட்களை (dual-atom catalysts - DACs) பயன்படுத்தும் முறையை அறிமுகப்படுத்தியது. இரண்டு உலோக அணுக்களை அருகருகே வைப்பதன் மூலம், இந்த கேடலிஸ்ட்கள் கரையும் சல்பர் மூலக்கூறுகளை வலுவாகப் பிடித்து வைப்பதுடன், தேவையான ரசாயன எதிர்வினைகளையும் எளிதாக்குகின்றன. ஆயிரக்கணக்கான சாத்தியமான உலோக சேர்க்கைகளில் இருந்து மிகவும் பயனுள்ள கலவையைக் கண்டறிய, குழு PACE (Precise and Accelerated Configuration Evaluation) எனப்படும் AI கருவியைப் பயன்படுத்தியது. இந்த அமைப்பு 46,000-க்கும் அதிகமான கட்டமைப்பு உள்ளமைவுகளை ஆய்வு செய்து, மிகவும் திறமையான ஜோடிகளைக் கண்டறிந்தது.

இரும்பு-நிக்கல் ஜோடியின் பங்கு

AI பகுப்பாய்வின்படி, இரும்பு-நிக்கல் கலவை பிணைப்பு வலிமையை சமநிலைப்படுத்துவதில் உகந்ததாக இருந்தது. இந்த இணைப்பு, சல்பர் கசிவைத் தடுக்க போதுமான அளவு வலுவானது, அதே நேரத்தில் விரைவான ரசாயன மாற்றத்திற்கும் போதுமான நெகிழ்வுத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. மேலும், இந்த குறிப்பிட்ட கட்டமைப்பு, சார்ஜ் செய்யும் போது பேட்டரி கழிவுகளை உடைக்கத் தேவையான ஆற்றலைக் குறைக்கிறது. இது ஒட்டுமொத்த சார்ஜிங் வேகத்தை அதிகரிப்பதில் முக்கிய காரணியாகும். எதிர்கால உலோக ஜோடிகளின் செயல்திறனைக் கணிக்கும் ஒரு மெஷின்-லேர்னிங் மாதிரியையும் குழு உருவாக்கியுள்ளது. இது ஆற்றல் சேமிப்புத் துறையில் ஆராய்ச்சியின் வேகத்தை அதிகரிக்கக்கூடும்.

முதலீட்டாளர் பார்வை மற்றும் எதிர்கால கண்காணிப்பு

இந்த ஆராய்ச்சி பொருள் அறிவியலில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க படியாக இருந்தாலும், இது இன்னும் ஆய்வக நிலையிலேயே உள்ளது. முதலீட்டாளர்கள் மற்றும் தொழில் வல்லுநர்களுக்கு, வணிகமயமாக்கலுக்கான பாதை, இந்த இரட்டை-அணு கேடலிஸ்ட்களின் அளவை அதிகரித்தல் (scalability) மற்றும் அவற்றை பெரிய அளவில் செலவு குறைந்த முறையில் உற்பத்தி செய்யும் திறனைப் பொறுத்தது. எதிர்கால அறிவிப்புகளில், ஆராய்ச்சி நிறுவனங்களுக்கும் பேட்டரி உற்பத்தியாளர்களுக்கும் இடையிலான சாத்தியமான கூட்டாண்மைகள், ஆய்வக அளவிலான சுழற்சி ஆயுள் சோதனைகளில் முன்னேற்றம் மற்றும் பைலட்-ஸ்கேல் உற்பத்திக்கு ஏதேனும் அடுத்தடுத்த நகர்வுகள் ஆகியவற்றைக் கவனிக்க வேண்டும். இந்த பகுதிகளில் வெற்றி பெற்றால், லித்தியம் மற்றும் கோபால்ட் விநியோகம் தொடர்பாக அதன் சொந்த விநியோகச் சங்கிலி அழுத்தங்களை எதிர்கொள்ளும் பாரம்பரிய லித்தியம்-அயன் பேட்டரி சந்தைக்கு இது ஒரு போட்டி மாற்றாக மாறும்.