electronics
Βάζοντας... φρένο σε μπαταρίες ιόντων λιθίου
@Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου (Li-ion) χρησιμοποιούνται για να τροφοδοτούν τα πάντα, από έξυπνα ρολόγια έως ηλεκτρ...
@Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου (Li-ion) χρησιμοποιούνται για να τροφοδοτούν τα πάντα, από έξυπνα ρολόγια έως ηλεκτρικά οχήματα, χάρη στις μεγάλες ποσότητες ενέργειας που μπορούν να αποθηκεύσουν σε μικρούς χώρους. Όταν υπερθερμανθούν, ωστόσο, είναι επιρρεπείς στο να πιάσουν φωτιά ή ακόμα και να εκραγούν. Ωστόσο, πρόσφατη έρευνα προσφέρει μια πιθανή λύση με μια νέα τεχνολογία που μπορεί να... φρενάρει γρήγορα μια μπαταρία Li-ion, κλείνοντάς την όταν ζεσταίνεται πολύ.
Η χημεία που βρίσκεται σε πολλές μπαταρίες είναι ουσιαστικά η ίδια: Τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται μέσω μιας ηλεκτρονικής συσκευής σε ένα κύκλωμα από το ένα ηλεκτρόδιο της μπαταρίας στο άλλο. Αλλά σε μια κυψέλη ιόντων λιθίου, το υγρό ηλεκτρολύτη που χωρίζει αυτά τα ηλεκτρόδια μπορεί να εξατμιστεί όταν υπερθερμανθεί, προκαλώντας βραχυκύκλωμα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το βραχυκύκλωμα μπορεί να οδηγήσει σε θερμική διαφυγή, μια διαδικασία κατά την οποία ένα στοιχείο θερμαίνεται ανεξέλεγκτα. Όταν πολλαπλές κυψέλες ιόντων λιθίου είναι αλυσοδεμένες μεταξύ τους -- όπως στα ηλεκτρικά οχήματα -- η θερμική διαφυγή μπορεί να εξαπλωθεί από τη μια μονάδα στην άλλη, με αποτέλεσμα μια πολύ μεγάλη, δύσκολη καταπολέμηση πυρκαγιάς. Για να αποφευχθεί αυτό, ορισμένες μπαταρίες διαθέτουν πλέον χαρακτηριστικά ασφαλείας για αστοχία, όπως εξωτερικές οπές εξαερισμού, αισθητήρες θερμοκρασίας ή ηλεκτρολύτες επιβραδυντικά φλόγας. Αλλά αυτά τα μέτρα συχνά είτε καθυστερούν πολύ είτε βλάπτουν την απόδοση. Λοιπόν, Yapei Wang,
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα θερμικά αποκρινόμενο πολυμερές μνήμης σχήματος καλυμμένο με ένα αγώγιμο σπρέι χαλκού για να δημιουργήσουν ένα υλικό που θα μετέδιδε ηλεκτρόνια τις περισσότερες φορές, αλλά θα μεταβεί σε μονωτή όταν θερμανθεί υπερβολικά. Γύρω στους 197 F, εμφανίστηκε ένα μικροσκοπικό, τρισδιάστατο μοτίβο προγραμματισμένο στο πολυμερές, διασπώντας το στρώμα χαλκού και σταματώντας τη ροή των ηλεκτρονίων. Αυτό έκλεισε οριστικά το κελί, αλλά απέτρεψε μια πιθανή πυρκαγιά. Σε αυτή τη θερμοκρασία, ωστόσο, οι παραδοσιακές κυψέλες συνέχιζαν να λειτουργούν, με αποτέλεσμα να κινδυνεύουν από θερμική διαφυγή εάν ζεσταίνονταν ξανά. Κάτω από κανονικές θερμοκρασίες λειτουργίας, η μπαταρία με το νέο πολυμερές διατήρησε υψηλή αγωγιμότητα, χαμηλή ειδική αντίσταση και παρόμοια διάρκεια ζωής με μια παραδοσιακή κυψέλη μπαταρίας.
Η χημεία που βρίσκεται σε πολλές μπαταρίες είναι ουσιαστικά η ίδια: Τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται μέσω μιας ηλεκτρονικής συσκευής σε ένα κύκλωμα από το ένα ηλεκτρόδιο της μπαταρίας στο άλλο. Αλλά σε μια κυψέλη ιόντων λιθίου, το υγρό ηλεκτρολύτη που χωρίζει αυτά τα ηλεκτρόδια μπορεί να εξατμιστεί όταν υπερθερμανθεί, προκαλώντας βραχυκύκλωμα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το βραχυκύκλωμα μπορεί να οδηγήσει σε θερμική διαφυγή, μια διαδικασία κατά την οποία ένα στοιχείο θερμαίνεται ανεξέλεγκτα. Όταν πολλαπλές κυψέλες ιόντων λιθίου είναι αλυσοδεμένες μεταξύ τους -- όπως στα ηλεκτρικά οχήματα -- η θερμική διαφυγή μπορεί να εξαπλωθεί από τη μια μονάδα στην άλλη, με αποτέλεσμα μια πολύ μεγάλη, δύσκολη καταπολέμηση πυρκαγιάς. Για να αποφευχθεί αυτό, ορισμένες μπαταρίες διαθέτουν πλέον χαρακτηριστικά ασφαλείας για αστοχία, όπως εξωτερικές οπές εξαερισμού, αισθητήρες θερμοκρασίας ή ηλεκτρολύτες επιβραδυντικά φλόγας. Αλλά αυτά τα μέτρα συχνά είτε καθυστερούν πολύ είτε βλάπτουν την απόδοση. Λοιπόν, Yapei Wang,
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα θερμικά αποκρινόμενο πολυμερές μνήμης σχήματος καλυμμένο με ένα αγώγιμο σπρέι χαλκού για να δημιουργήσουν ένα υλικό που θα μετέδιδε ηλεκτρόνια τις περισσότερες φορές, αλλά θα μεταβεί σε μονωτή όταν θερμανθεί υπερβολικά. Γύρω στους 197 F, εμφανίστηκε ένα μικροσκοπικό, τρισδιάστατο μοτίβο προγραμματισμένο στο πολυμερές, διασπώντας το στρώμα χαλκού και σταματώντας τη ροή των ηλεκτρονίων. Αυτό έκλεισε οριστικά το κελί, αλλά απέτρεψε μια πιθανή πυρκαγιά. Σε αυτή τη θερμοκρασία, ωστόσο, οι παραδοσιακές κυψέλες συνέχιζαν να λειτουργούν, με αποτέλεσμα να κινδυνεύουν από θερμική διαφυγή εάν ζεσταίνονταν ξανά. Κάτω από κανονικές θερμοκρασίες λειτουργίας, η μπαταρία με το νέο πολυμερές διατήρησε υψηλή αγωγιμότητα, χαμηλή ειδική αντίσταση και παρόμοια διάρκεια ζωής με μια παραδοσιακή κυψέλη μπαταρίας.
Foreach programming
Εγγραφείτε για να βλέπετε τα εξειδικευμένα άρθρα.