ஒரு புதிய வகைமின்சார வாகனங்களுக்கான பேட்டரிசமீபத்திய ஆய்வின்படி, கடும் வெப்பம் மற்றும் குளிர் ஆகிய இரண்டிலும் நீண்ட காலம் உயிர்வாழ முடியும்.

இந்த பேட்டரிகள், குளிர் காலநிலைகளில் மின்சார வாகனங்கள் ஒரே சார்ஜில் அதிக தூரம் பயணிக்க உதவும் என்றும், வெப்பமான காலநிலைகளில் அவை அதிக வெப்பமடைவதற்கான வாய்ப்பு குறைவாக இருக்கும் என்றும் விஞ்ஞானிகள் கூறுகின்றனர்.

இதனால் மின்சார வாகன ஓட்டுநர்கள் அடிக்கடி சார்ஜ் செய்ய வேண்டிய அவசியம் குறையக்கூடும், அத்துடன்பேட்டரிகள்நீண்ட ஆயுள்.

அமெரிக்க ஆய்வுக் குழு, கடுமையான வெப்பநிலைகளை வேதியியல் ரீதியாக எதிர்க்கும் திறனும், அதிக ஆற்றல் கொண்ட லித்தியம் மின்கலங்களில் சேர்க்கப்படும் தன்மையும் கொண்ட ஒரு புதிய பொருளை உருவாக்கியுள்ளது.

"சுற்றியுள்ள வெப்பநிலை மூன்று இலக்கங்களைத் தொடக்கூடிய மற்றும் சாலைகள் அதைவிடவும் சூடாகக்கூடிய பகுதிகளில், உயர்-வெப்பநிலை செயல்பாடு தேவைப்படுகிறது," என்று கலிபோர்னியா-சான் டியாகோ பல்கலைக்கழகத்தின் மூத்த ஆய்வாளர் பேராசிரியர் ஜெங் சென் கூறினார்.

மின்சார வாகனங்களில், பேட்டரி தொகுப்புகள் பொதுவாக இந்த வெப்பமான சாலைகளுக்கு அருகில், தரைக்கு அடியில் அமைந்திருக்கும். மேலும், வாகனம் இயங்கும்போது மின்னோட்டம் பாய்வதாலேயே பேட்டரிகள் சூடாகின்றன.

பேட்டரிகளால் இந்த உயர் வெப்பநிலை சூடாவதைத் தாங்க முடியாவிட்டால், அவற்றின் செயல்திறன் விரைவாகக் குறைந்துவிடும்.

தேசிய அறிவியல் அகாடமியின் செயல்முறைகள் (Proceedings of the National Academy of Sciences) என்ற இதழில் திங்களன்று வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வறிக்கையில், சோதனைகளில் அந்த மின்கலங்கள் –40 டிகிரி செல்சியஸ் (–104 டிகிரி ஃபாரன்ஹீட்) மற்றும் 50 டிகிரி செல்சியஸ் (122 டிகிரி ஃபாரன்ஹீட்) வெப்பநிலையில் முறையே தங்களின் ஆற்றல் திறனில் 87.5 சதவீதம் மற்றும் 115.9 சதவீதத்தைத் தக்கவைத்துக் கொண்டதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் விவரித்துள்ளனர்.

மேலும், அவை முறையே 98.2 சதவீதம் மற்றும் 98.7 சதவீதம் என்ற உயர் கூலோம்ப் செயல்திறனைக் கொண்டிருந்தன. அதாவது, அந்த மின்கலங்கள் செயலிழப்பதற்கு முன்பு அதிக மின்னேற்றச் சுழற்சிகளை மேற்கொள்ள முடியும்.

மருந்துகள் மற்றும் பூச்சிக்கொல்லிகள் போன்ற சில உற்பத்திகளில் பயன்படுத்தப்படும் நிறமற்ற திரவமான டைபியூட்டைல் ​​ஈதர் மற்றும் லித்தியம் உப்பு ஆகியவற்றால் ஆன ஒரு மின்பகுளியே இதற்குக் காரணம்.

பேட்டரி இயங்கும்போது அதன் மூலக்கூறுகள் லித்தியம் அயனிகளுடன் எளிதில் வினைபுரியாததால், டைபியூட்டைல் ​​ஈதர் பூஜ்ஜியத்திற்கும் குறைவான வெப்பநிலைகளிலும் அதன் செயல்திறனை மேம்படுத்த உதவுகிறது.

மேலும், டைபியூட்டைல் ​​ஈதர் அதன் கொதிநிலையான 141 டிகிரி செல்சியஸ் (285.8 டிகிரி ஃபாரன்ஹீட்) வெப்பத்தை எளிதில் தாங்கக்கூடியது, அதாவது அது அதிக வெப்பநிலையிலும் திரவமாகவே இருக்கும்.

மீண்டும் மின்னேற்றம் செய்யக்கூடியதும், லித்தியத்தால் ஆன நேர்மின்வாயையும் கந்தகத்தால் ஆன எதிர்மின்வாயையும் கொண்டதுமான லித்தியம்-கந்தக மின்கலத்துடன் இதைப் பயன்படுத்த முடியும் என்பதே இந்த மின்பகுளியின் தனிச்சிறப்பாகும்.

மின்கலத்தில் மின்னோட்டம் பாயும் பாகங்கள் ஆனோடுகள் மற்றும் கேத்தோடுகள் ஆகும்.

மின்சார வாகன பேட்டரிகளில் லித்தியம்-சல்பர் பேட்டரிகள் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க அடுத்தகட்டமாகும், ஏனெனில் தற்போதைய லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை விட இவற்றால் ஒரு கிலோகிராமுக்கு இரண்டு மடங்கு அதிக ஆற்றலைச் சேமிக்க முடியும்.

இது மின்சார வாகனங்களின் எடையை அதிகரிக்காமல், அவற்றின் பயண வரம்பை இரட்டிப்பாக்கக்கூடும்.பேட்டரிசெலவுகளைக் குறைத்துக்கொண்டு பொருட்களைப் பொதி செய்தல்.

பாரம்பரிய லித்தியம்-அயன் மின்கலங்களின் எதிர்மின்முனைகளில் பயன்படுத்தப்படும் கோபால்ட்டைக் காட்டிலும், கந்தகம் அதிக அளவில் கிடைப்பதுடன், அது உருவாகும் இடத்திற்கு குறைவான சுற்றுச்சூழல் மற்றும் மனித பாதிப்புகளையும் ஏற்படுத்துகிறது.

பொதுவாக, லித்தியம்-சல்பர் பேட்டரிகளில் ஒரு சிக்கல் உள்ளது – சல்பர் கேத்தோடுகள் அதிக வினைத்திறன் கொண்டவை என்பதால், பேட்டரி இயங்கும்போது அவை கரைந்துவிடுகின்றன, மேலும் அதிக வெப்பநிலையில் இந்த நிலை இன்னும் மோசமாகிறது.

மேலும், லித்தியம் உலோக ஆனோடுகள், டென்ட்ரைட்டுகள் எனப்படும் ஊசி போன்ற அமைப்புகளை உருவாக்கி, மின்கலத்தின் சில பகுதிகளைத் துளைக்கக்கூடும், இதன் காரணமாக மின்கலம் குறுக்குச் சுற்றுக்கு உள்ளாகிறது.

இதன் விளைவாக, இந்த மின்கலங்கள் பத்து சுழற்சிகள் வரை மட்டுமே நீடிக்கும்.

UC-சான் டியாகோ குழுவினரால் உருவாக்கப்பட்ட டைபியூட்டைல் ​​ஈதர் மின்பகுளி, கடுமையான வெப்பநிலையிலும்கூட இந்தப் பிரச்சனைகளைச் சரிசெய்கிறது.

அவர்கள் சோதித்த பேட்டரிகள், ஒரு வழக்கமான லித்தியம்-சல்பர் பேட்டரியை விட மிக நீண்ட சுழற்சி ஆயுளைக் கொண்டிருந்தன.

"அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்ட மின்கலம் வேண்டுமென்றால், பொதுவாக மிகவும் கடுமையான, சிக்கலான வேதியியலைப் பயன்படுத்த வேண்டியிருக்கும்," என்று சென் கூறினார்.

அதிக ஆற்றல் என்பது அதிக வினைகள் நடைபெறுவதைக் குறிக்கிறது, இதன் விளைவாக நிலைத்தன்மை குறைந்து, சிதைவும் அதிகரிக்கிறது.

நிலைத்தன்மை கொண்ட அதிக ஆற்றல் மின்கலத்தை உருவாக்குவதே ஒரு கடினமான பணி – அதிலும் பரந்த வெப்பநிலை வரம்பில் இதைச் செய்ய முயற்சிப்பது இன்னும் சவாலானது.

எங்கள் மின்பகுளி, உயர் கடத்துத்திறன் மற்றும் இடைமுக நிலைத்தன்மையை வழங்குவதோடு, எதிர்மின்வாய் மற்றும் நேர்மின்வாய் ஆகிய இரு பக்கங்களையும் மேம்படுத்த உதவுகிறது.

அந்தக் குழு, கந்தக எதிர்மின்வாயை ஒரு பாலிமருடன் பிணைப்பதன் மூலம் அதை மேலும் நிலைத்தன்மை உடையதாக வடிவமைத்தது. இது, அதிக கந்தகம் மின்பகுளியில் கரைவதைத் தடுக்கிறது.

அடுத்தகட்ட நடவடிக்கைகளில், பேட்டரியின் வேதியியலை மேம்படுத்துவதன் மூலம் அது இன்னும் அதிக வெப்பநிலைகளில் செயல்பட வைப்பதும், அதன் மூலம் சுழற்சி ஆயுளை மேலும் நீட்டிப்பதும் அடங்கும்.