नेशनल हाई मैग्नेटिक फील्ड लेबोरेटरी, फ्लोरिडा स्टेट यूनिवर्सिटी में एक सफलता ने ठोस-अवस्था बैटरियों में डेंड्राइट गठन के पीछे के तंत्र का अनावरण किया, जो शॉर्ट सर्किट और विफलता का एक प्रमुख कारण है। *नेचर मैटेरियल्स* में प्रकाशित शोध, प्रोफेसर यान-यान हू के नेतृत्व में, इस घटना में अभूतपूर्व अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।
एक कस्टम-निर्मित जांच और MagLab की चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (MRI) प्रणाली का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने बैटरी चार्ज और डिस्चार्ज चक्र के दौरान डेंड्राइट विकास की कल्पना की। ठोस-अवस्था बैटरी, तरल पदार्थों के बजाय ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करते हुए, पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरी की तुलना में उच्च ऊर्जा घनत्व और बेहतर सुरक्षा का वादा करती हैं। हालांकि, डेंड्राइट गठन, जहां धात्विक लिथियम सुई बढ़ती हैं और बैटरी को शॉर्ट-सर्किट करती हैं, ने उनके विकास को बाधित किया है।
टीम ने पाया कि डेंड्राइट इलेक्ट्रोड-इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस और ठोस इलेक्ट्रोलाइट के भीतर दोनों जगह से उत्पन्न होते हैं। ये सुइयां तब शाखाएं बनाती हैं और जुड़ती हैं, जिससे बैटरी खराब हो जाती है। प्रमुख लेखक स्नातक छात्र युदान चेन ने कहा, "अब हमारे पास इस बात की व्यापक समझ है कि ये डेंड्राइट कैसे बन सकते हैं, बढ़ सकते हैं और विकसित हो सकते हैं।"
MagLab के MRI कार्यक्रम के निदेशक प्रोफेसर सैम ग्रांट ने लिथियम के विश्लेषण में उच्च-क्षेत्र के मैग्नेट की भूमिका पर जोर दिया, जिससे कम क्षेत्रों में दुर्गम इमेजिंग सक्षम हो सकी। निष्कर्ष इलेक्ट्रिक वाहनों, चिकित्सा उपकरणों और नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों के लिए अधिक विश्वसनीय ठोस-अवस्था बैटरी डिजाइन करने का मार्ग प्रदान करते हैं। भविष्य के शोध सामग्री संशोधनों और इंटरफेस री-इंजीनियरिंग के माध्यम से डेंड्राइट बिल्डअप को रोकने पर ध्यान केंद्रित करेंगे, जिसमें चुंबकीय अनुनाद तकनीकें एक मूल्यांकन टूलकिट के रूप में काम करेंगी।