ಪುನರ್ಭರ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ರಹಸ್ಯವು ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದರಲ್ಲಿ ಅಡಗಿರಬಹುದು. ಪ್ಯಾಕ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಕೋಶಗಳು ಹೇಗೆ ಕ್ಷೀಣಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದರ ಹೊಸ ಮಾದರಿಯು ಪ್ರತಿ ಕೋಶದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ ಇದರಿಂದ EV ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಚಾರ್ಜ್ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ನಿಭಾಯಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ವೈಫಲ್ಯವನ್ನು ತಡೆಯಬಹುದು.

ನವೆಂಬರ್ 5 ರಂದು ಪ್ರಕಟವಾದ ಸಂಶೋಧನೆನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಮೇಲಿನ IEEE ವಹಿವಾಟುಗಳು, ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಏಕರೂಪವಾಗಿ ತಲುಪಿಸುವ ಬದಲು, ಪ್ಯಾಕ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕೋಶಕ್ಕೆ ಹರಿಯುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಎಷ್ಟು ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ನಿರ್ವಹಿಸುವುದರಿಂದ ಸವೆತ ಮತ್ತು ಹರಿದು ಹೋಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಪ್ರತಿ ಕೋಶವು ತನ್ನ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಮತ್ತು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಜೀವನವನ್ನು ನಡೆಸಲು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.

ಸ್ಟ್ಯಾನ್‌ಫೋರ್ಡ್ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕಿ ಮತ್ತು ಹಿರಿಯ ಅಧ್ಯಯನ ಲೇಖಕಿ ಸಿಮೋನಾ ಒನೊರಿ ಅವರ ಪ್ರಕಾರ, ಹೊಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದೊಂದಿಗೆ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಕನಿಷ್ಠ 20% ಹೆಚ್ಚಿನ ಚಾರ್ಜ್-ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ನಿಭಾಯಿಸಬಲ್ಲವು ಎಂದು ಆರಂಭಿಕ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ, ಆಗಾಗ್ಗೆ ವೇಗದ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಇದ್ದರೂ ಸಹ, ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಒತ್ತಡವನ್ನುಂಟು ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕಾರ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಬಾಳಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಹಿಂದಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು, ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿರುವ ಕೊಂಡಿಗಳಂತೆಯೇ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಕೂಡ ಅದರ ದುರ್ಬಲ ಸೆಲ್‌ನಷ್ಟೇ ಒಳ್ಳೆಯದು ಎಂಬ ಪ್ರಮೇಯವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಏಕ ಕೋಶಗಳ ವಿನ್ಯಾಸ, ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವತ್ತ ಗಮನಹರಿಸಿವೆ. ಉತ್ಪಾದನಾ ದೋಷಗಳಿಂದಾಗಿ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಕೋಶಗಳು ಶಾಖದಂತಹ ಒತ್ತಡಗಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ ಇತರರಿಗಿಂತ ವೇಗವಾಗಿ ಕ್ಷೀಣಿಸುವುದರಿಂದ ದುರ್ಬಲ ಕೊಂಡಿಗಳು ಅನಿವಾರ್ಯವಾಗಿದ್ದರೂ, ಅವು ಸಂಪೂರ್ಣ ಪ್ಯಾಕ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂಬ ತಿಳುವಳಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೊಸ ಅಧ್ಯಯನವು ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ. ವೈಫಲ್ಯವನ್ನು ತಡೆಯಲು ಪ್ರತಿ ಕೋಶದ ವಿಶಿಷ್ಟ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ದರಗಳನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವುದು ಮುಖ್ಯ.

"ಸರಿಯಾಗಿ ನಿಭಾಯಿಸದಿದ್ದರೆ, ಕೋಶದಿಂದ ಕೋಶಕ್ಕೆ ಇರುವ ವೈವಿಧ್ಯತೆಗಳು ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ನ ದೀರ್ಘಾಯುಷ್ಯ, ಆರೋಗ್ಯ ಮತ್ತು ಸುರಕ್ಷತೆಯನ್ನು ರಾಜಿ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಮತ್ತು ಆರಂಭಿಕ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಅಸಮರ್ಪಕ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು" ಎಂದು ಸ್ಟ್ಯಾನ್‌ಫೋರ್ಡ್ ಡೋರ್ ಸ್ಕೂಲ್ ಆಫ್ ಸಸ್ಟೈನಬಿಲಿಟಿಯಲ್ಲಿ ಇಂಧನ ವಿಜ್ಞಾನ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರಾಗಿರುವ ಒನೊರಿ ಹೇಳಿದರು. "ನಮ್ಮ ವಿಧಾನವು ಪ್ಯಾಕ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕೋಶದಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಎಲ್ಲಾ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಸಮತೋಲಿತ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಅಂತಿಮ ಗುರಿಯ ಚಾರ್ಜ್ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ತರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ಯಾಕ್‌ನ ದೀರ್ಘಾಯುಷ್ಯವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ."

ಮಿಲಿಯನ್ ಮೈಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿ ನಿರ್ಮಿಸಲು ಸ್ಫೂರ್ತಿ

ಹೊಸ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಒಂದು ಭಾಗವು 2020 ರಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕಾರು ಕಂಪನಿಯಾದ ಟೆಸ್ಲಾ "ಮಿಲಿಯನ್-ಮೈಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿ"ಯ ಕೆಲಸದ ಘೋಷಣೆಯಿಂದ ಬಂದಿದೆ. ಇದು ಹಳೆಯ ಫೋನ್ ಅಥವಾ ಲ್ಯಾಪ್‌ಟಾಪ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯಂತೆ, EV ಯ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹಂತವನ್ನು ತಲುಪುವ ಮೊದಲು 1 ಮಿಲಿಯನ್ ಮೈಲುಗಳು ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ (ನಿಯಮಿತ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್‌ನೊಂದಿಗೆ) ಕಾರನ್ನು ಚಲಾಯಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿರುವ ಬ್ಯಾಟರಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಅಂತಹ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಎಂಟು ವರ್ಷಗಳು ಅಥವಾ 100,000 ಮೈಲುಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹನ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ವಾಹನ ತಯಾರಕರ ವಿಶಿಷ್ಟ ಖಾತರಿಯನ್ನು ಮೀರುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ಗಳು ವಾಡಿಕೆಯಂತೆ ಅವುಗಳ ಖಾತರಿಯನ್ನು ಮೀರುತ್ತವೆಯಾದರೂ, ದುಬಾರಿ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಬದಲಿಗಳು ಇನ್ನೂ ವಿರಳವಾಗಿದ್ದರೆ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹನಗಳ ಮೇಲಿನ ಗ್ರಾಹಕರ ವಿಶ್ವಾಸವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ಸಾವಿರಾರು ರೀಚಾರ್ಜ್‌ಗಳ ನಂತರವೂ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಬಹುದಾದ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ದೀರ್ಘ-ಪ್ರಯಾಣದ ಟ್ರಕ್‌ಗಳ ವಿದ್ಯುದ್ದೀಕರಣಕ್ಕೆ ಮತ್ತು ವಾಹನದಿಂದ ಗ್ರಿಡ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಅಳವಡಿಕೆಗೆ ದಾರಿಯನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ EV ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಗ್ರಿಡ್‌ಗಾಗಿ ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ರವಾನಿಸುತ್ತವೆ.

"ದಶಲಕ್ಷ ಮೈಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಹೊಸ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವಲ್ಲ, ಆದರೆ ಪೂರ್ಣ ಚಾರ್ಜ್ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಬಳಸದಂತೆ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಒಂದು ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಂತರ ವಿವರಿಸಲಾಯಿತು" ಎಂದು ಒನೊರಿ ಹೇಳಿದರು. ಸಂಬಂಧಿತ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಏಕ ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಕೋಶಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿದೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪೂರ್ಣ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ಗಳಷ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ.

ಇದರಿಂದ ಆಕರ್ಷಿತರಾದ ಒನೊರಿ ಮತ್ತು ಅವರ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಇಬ್ಬರು ಸಂಶೋಧಕರು - ಪೋಸ್ಟ್‌ಡಾಕ್ಟರಲ್ ವಿದ್ವಾಂಸ ವಹಿದ್ ಅಜಿಮಿ ಮತ್ತು ಪಿಎಚ್‌ಡಿ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ ಅನಿರುದ್ಧ್ ಅಲ್ಲಮ್ - ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ರಕಾರಗಳ ಸೃಜನಶೀಲ ನಿರ್ವಹಣೆಯು ನೂರಾರು ಅಥವಾ ಸಾವಿರಾರು ಕೋಶಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪೂರ್ಣ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಸೇವಾ ಜೀವನವನ್ನು ಹೇಗೆ ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ನಿರ್ಧರಿಸಿದರು.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಬ್ಯಾಟರಿ ಮಾದರಿ

ಮೊದಲ ಹಂತವಾಗಿ, ಸಂಶೋಧಕರು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ನಡವಳಿಕೆಯ ಹೈ-ಫಿಡೆಲಿಟಿ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು ರಚಿಸಿದರು, ಅದು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಬ್ಯಾಟರಿಯೊಳಗೆ ನಡೆಯುವ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಬದಲಾವಣೆಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಸೆಕೆಂಡುಗಳು ಅಥವಾ ನಿಮಿಷಗಳಲ್ಲಿ ತೆರೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಇತರವು ತಿಂಗಳುಗಳು ಅಥವಾ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ.

"ನಮಗೆ ತಿಳಿದ ಮಟ್ಟಿಗೆ, ನಾವು ರಚಿಸಿದ ಹೆಚ್ಚಿನ-ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ, ಬಹು-ಸಮಯ-ಸ್ಕೇಲ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಹಿಂದಿನ ಯಾವುದೇ ಅಧ್ಯಯನವು ಬಳಸಿಲ್ಲ" ಎಂದು ಸ್ಟ್ಯಾನ್‌ಫೋರ್ಡ್ ಎನರ್ಜಿ ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಲ್ಯಾಬ್‌ನ ನಿರ್ದೇಶಕರಾಗಿರುವ ಒನೊರಿ ಹೇಳಿದರು.

ಮಾದರಿಯೊಂದಿಗೆ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ನಡೆಸುವುದರಿಂದ ಆಧುನಿಕ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಅನ್ನು ಅದರ ಘಟಕ ಕೋಶಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ಒನೊರಿ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಮುಂಬರುವ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ವಾಹನ ವಿನ್ಯಾಸಗಳಲ್ಲಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ನಿಯೋಜಿಸಬಹುದಾದ ಬ್ಯಾಟರಿ ನಿರ್ವಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಮಾರ್ಗದರ್ಶನ ನೀಡಲು ತಮ್ಮ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಬಳಸಬೇಕೆಂದು ಊಹಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಇದರಿಂದ ಪ್ರಯೋಜನ ಪಡೆಯುವುದು ಕೇವಲ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹನಗಳಲ್ಲ. ಹೊಸ ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಂದ ತಿಳಿದುಬಂದಂತೆ, "ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್‌ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡವನ್ನುಂಟುಮಾಡುವ" ಯಾವುದೇ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಉತ್ತಮ ನಿರ್ವಹಣೆಗೆ ಉತ್ತಮ ಅಭ್ಯರ್ಥಿಯಾಗಬಹುದು ಎಂದು ಒನೊರಿ ಹೇಳಿದರು. ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆ? ವಿದ್ಯುತ್ ಲಂಬವಾದ ಟೇಕ್‌ಆಫ್ ಮತ್ತು ಲ್ಯಾಂಡಿಂಗ್ ಹೊಂದಿರುವ ಡ್ರೋನ್ ತರಹದ ವಿಮಾನ, ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ eVTOL ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಕೆಲವು ಉದ್ಯಮಿಗಳು ಮುಂದಿನ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಏರ್ ಟ್ಯಾಕ್ಸಿಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಮತ್ತು ಇತರ ನಗರ ವಾಯು ಚಲನಶೀಲತೆ ಸೇವೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ನಿರೀಕ್ಷಿಸುತ್ತದೆ. ಇನ್ನೂ, ಪುನರ್ಭರ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಇತರ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು ನಿಮ್ಮನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತವೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಾಯುಯಾನ ಮತ್ತು ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಸೇರಿವೆ.

"ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಈಗಾಗಲೇ ಜಗತ್ತನ್ನು ಹಲವು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾಯಿಸಿವೆ" ಎಂದು ಒನೊರಿ ಹೇಳಿದರು. "ಈ ಪರಿವರ್ತಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಅದರ ಮುಂದಿನ ಉತ್ತರಾಧಿಕಾರಿಗಳಿಂದ ನಾವು ಸಾಧ್ಯವಾದಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನದನ್ನು ಪಡೆಯುವುದು ಮುಖ್ಯ."