ফ্লোরিডা স্টেট ইউনিভার্সিটির ন্যাশনাল হাই ম্যাগনেটিক ফিল্ড ল্যাবরেটরিতে একটি যুগান্তকারী আবিষ্কার সলিড-স্টেট ব্যাটারিতে ডেনড্রাইট গঠনের পেছনের প্রক্রিয়া উন্মোচন করেছে, যা শর্ট সার্কিট এবং ব্যর্থতার একটি প্রধান কারণ। *নেচার মেটেরিয়ালস*-এ প্রকাশিত গবেষণাটি, অধ্যাপক ইয়ান-ইয়ান হু-এর নেতৃত্বে, এই ঘটনার অভূতপূর্ব অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে।
একটি কাস্টম-নির্মিত প্রোব এবং MagLab-এর ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স ইমেজিং (MRI) সিস্টেম ব্যবহার করে, গবেষকরা ব্যাটারি চার্জ এবং ডিসচার্জ চক্রের সময় ডেনড্রাইট বৃদ্ধি প্রত্যক্ষ করেছেন। সলিড-স্টেট ব্যাটারি, তরলের পরিবর্তে কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করে, প্রচলিত লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির তুলনায় উচ্চতর শক্তি ঘনত্ব এবং উন্নত নিরাপত্তার প্রতিশ্রুতি দেয়। তবে, ডেনড্রাইট গঠন, যেখানে ধাতব লিথিয়াম সূঁচ বৃদ্ধি পায় এবং ব্যাটারিকে শর্ট-সার্কিট করে, তাদের বিকাশকে বাধা দিয়েছে।
দলটি আবিষ্কার করেছে যে ডেনড্রাইট ইলেক্ট্রোড-ইলেক্ট্রোলাইট ইন্টারফেস এবং কঠিন ইলেক্ট্রোলাইটের অভ্যন্তরে উভয় স্থান থেকে উৎপন্ন হয়। এই সূঁচগুলি তখন শাখা তৈরি করে এবং সংযুক্ত হয়, যার ফলে ব্যাটারি নষ্ট হয়ে যায়। প্রধান লেখক স্নাতক ছাত্র ইউদান চেন বলেছেন, "আমরা এখন বুঝতে পেরেছি যে কীভাবে এই ডেনড্রাইটগুলি তৈরি হতে, বাড়তে এবং বিকশিত হতে পারে।"
MagLab-এর MRI প্রোগ্রামের পরিচালক অধ্যাপক স্যাম গ্রান্ট লিথিয়াম বিশ্লেষণে উচ্চ-ক্ষেত্র চুম্বকের ভূমিকার উপর জোর দিয়েছেন, যা নিম্ন ক্ষেত্রে অ্যাক্সেসযোগ্য নয় এমন ইমেজিং সক্ষম করে। এই ফলাফলগুলি বৈদ্যুতিক যান, চিকিৎসা সরঞ্জাম এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি ব্যবস্থার জন্য আরও নির্ভরযোগ্য সলিড-স্টেট ব্যাটারি ডিজাইন করার একটি পথ খুলে দেয়। ভবিষ্যতের গবেষণা উপাদান পরিবর্তন এবং ইন্টারফেস রি-ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের মাধ্যমে ডেনড্রাইট তৈরি হওয়া প্রতিরোধের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করবে, যেখানে ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স কৌশলগুলি একটি মূল্যায়ন টুলকিট হিসাবে কাজ করবে।