მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის (MIT) მეცნიერების დამსახურებით, ახალი ტიპის ლითიუმის დატენვადი ბატარეის წარმოება შესაძლებელი გახდება. ამ ტექნოლოგიური წინსვლის მიღწევას ინდუსტრია წლებია ცდილობს. ახალი თაობის ბატარეა იქნება უფრო მსუბუქი, კომპაქტური და უსაფრთხო, ვიდრე ახლანდელი ვარიანტები.

ამჟამად ბატარეის ტექნოლოგიის ამ პერსპექტივის ორი მნიშვნელოვანი კომპონენტი გვაქვს.

ერთი მათგანი მოიცავს დადებით და უარყოფით ელექტროდებს შორის არსებული თხევადი ელექტროლიტის ჩანაცვლებას ბევრად უფრო თხელი და მსუბუქი მყარი კერამიკული მასალით. მეორეს მიხედვით კი ერთი ელექტროდის მყარი ლითიუმით ჩანაცვლებაა საჭირო.

ეს მეთოდები ბატარეის ზომასა და წონას საგრძნობლად ამცირებს. გარდა ამისა, თხევადი სითხის ამოღებით აალების საფრთხეც გაქრება. თუმცა, დენდრიტები ამ პროცესის მნიშვნელოვანი წინაღობაა.

დენდრიტების პრობლემა

დღემდე გაურკვევლად რჩებოდა, თუ რა იწვევს დენდრიტების გაჩენას ან როგორ უნდა შევაჩეროთ ეს პროცესი. დენდრიტი მეტალის ერთგვარი წანაზარდებია, რომელიც ლითიუმის ზედაპირზე ჩნდება, შეუძლია გაარღვიოს მყარი ელექტროლიტი და ბოლოს გადავიდეს ერთი ელექტროდიდან მეორეზე, რაც ბატარეის მწყობრიდან გამოსვლას იწვევს. დენდრიტის სახელი ლათინური სიტყვიდან მოდის, რომელიც განშტოებას ნიშნავს.

დღემდე დენდრიტების კვლევის საქმეში წინსვლა ძალიან მცირე იყო. მეცნიერები ვერ ახერხებდნენ დაედგინათ, ზუსტად რა იწვევს ლითონის ამ ძაფების წარმოქმნას და როგორ უნდა შეჩერდეს ეს პროცესი.

ახალი კვლევა

ახალმა კვლევამ დენდრიტების შესახებ არსებული ძველი წარმოდგენები უარყო. მეტიც, კვლევა არათუ დენდრიტების შექმნის მიზეზს, არამედ იმასაც მოიცავს, თუ როგორ უნდა შეჩერდეს მათ მიერ ელექტროლიტის გარღვევის პროცესი.

გუნდის მიგნებები აჩვენებს, რომ პრობლემა მექანიკურია და მას ზეწოლა იწვევს. ადრე მიჩნეული იყო, რომ დენდრიტი ელექტროქიმიური პროცესის შედეგად წარმოიქმნებოდა.

უფრო ადრე ჩატარებულ კვლევაში მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ ბატარეის დატენვისა და განმუხტვის პროცესში იონების გადაადგილებამ ელექტროდების მოცულობის ცვლილება გამოიწვია.

მკვლევრების აზრით, ეს ცვლილება აუცილებლად იწვევს ზეწოლის ზრდას მყარ ელექტროლიტში, რომელიც ელექტროდებთან (რომელთა შორისაც სენდვიჩივითაა მოთავსებული) სრულ კონტაქტში უნდა იყოს.

"უჯრედის იმ მხარეს, საითაც ლითიუმია მოთავსებული, ზეწოლა იზრდება და თუ მიკროსკოპული დეფექტიც კი არსებობს, ეს ზეწოლა დეფექტზე წნეხს გაზრდის და შესაძლოა ბზარიც გამოიწვიოს". — განაცხადა MIT-ის პროფესორმა და კვლევის ერთ-ერთმა თანაავტორმა, იეტ-მინგ ჩიანგმა.

მკვლევართა გუნდმა აჩვენა, რომ სწორედ ეს ძალები აჩენს დაზიანებებს, რომელიც საბოლოოდ დენდრიტებს აყალიბებს. ზეწოლის იდეალური მიმართულებითა და სიმძლავრით გაზრდა, შესაძლოა, ამ პრობლემის პასუხი იყოს.

როგორ შეიძლება გაკონტროლდეს დენტრიტები

დენდრიტების გაუვნებელყოფა შესაძლებელია, თუ ზეწოლით სწორ მხარეს მივმართავთ ისე, რომ დარჩეს ელექტროდების პარალელურად და არ კვეთოს ელექტროლიტი.

ამას საბოლოოდ შეუძლია პრაქტიკული გახადოს ბატარეების მყარი ელექტროლიტისა და ლითიუმის მყარი ელექტროდებით წარმოება. ეს არა მხოლოდ წონის შემცირების ხარჯზე იგივე ენერგიის წარმოებას შეუწყობს ხელს, არამედ იმასაც, რომ თხევადი ელექტროლიტები, რომელიც აალებას იწვევს, გაქრება.

ჩიანგის თქმით, გუნდის შემდეგი ნაბიჯი ამ იდეის გამოყენებით ბატარეის პროტოტიპის შექმნა იქნება, რათა შეიმუშაონ ტექნოლოგია, რომლის საშუალებითაც მასიური წარმოების დაწყება იქნება შესაძლებელი.