ریچارج ایبل بیٹریوں کی لمبی عمر کا راز فرق کے گلے میں پڑ سکتا ہے۔ایک پیک میں لتیم آئن خلیات کس طرح کم ہوتے ہیں اس کی نئی ماڈلنگ ہر سیل کی صلاحیت کے مطابق چارج کرنے کا طریقہ دکھاتی ہے تاکہ EV بیٹریاں زیادہ چارج سائیکل کو سنبھال سکیں اور ناکامی کو روک سکیں۔

یہ تحقیق 5 نومبر کو شائع ہوئی۔کنٹرول سسٹمز ٹیکنالوجی پر IEEE ٹرانزیکشنز، ظاہر کرتا ہے کہ ایک پیک میں ہر سیل میں بہنے والے برقی رو کی مقدار کو یکساں طور پر چارج کرنے کے بجائے کس طرح فعال طور پر منظم کرنا، ٹوٹ پھوٹ کو کم کر سکتا ہے۔نقطہ نظر مؤثر طریقے سے ہر سیل کو اپنی بہترین - اور طویل ترین زندگی گزارنے کی اجازت دیتا ہے۔

اسٹینفورڈ کی پروفیسر اور مطالعہ کی سینئر مصنف سیمونا اونوری کے مطابق، ابتدائی نقوش سے پتہ چلتا ہے کہ نئی ٹیکنالوجی کے ساتھ چلائی گئی بیٹریاں کم از کم 20 فیصد زیادہ چارج ڈسچارج سائیکل کو سنبھال سکتی ہیں، یہاں تک کہ بار بار تیز چارجنگ کے باوجود، جس سے بیٹری پر اضافی دباؤ پڑتا ہے۔

الیکٹرک کار کی بیٹری کی زندگی کو طول دینے کی زیادہ تر پچھلی کوششوں نے سنگل سیلز کے ڈیزائن، مواد اور مینوفیکچرنگ کو بہتر بنانے پر توجہ مرکوز کی ہے، اس بنیاد پر کہ، ایک زنجیر کے لنکس کی طرح، بیٹری پیک اتنا ہی اچھا ہے جتنا اس کے کمزور سیل۔نیا مطالعہ اس سمجھ کے ساتھ شروع ہوتا ہے کہ جب کہ کمزور روابط ناگزیر ہیں - مینوفیکچرنگ کی خرابیوں کی وجہ سے اور کیونکہ کچھ خلیے دوسروں کے مقابلے میں تیزی سے تنزلی کا شکار ہوتے ہیں کیونکہ وہ گرمی جیسے دباؤ کا شکار ہوتے ہیں - انہیں پورے پیک کو نیچے لانے کی ضرورت نہیں ہے۔کلیدی چارجنگ کی شرحوں کو ہر سیل کی منفرد صلاحیت کے مطابق ناکامی کو روکنے کے لیے ہے۔

اسٹینفورڈ ڈوئر میں انرجی سائنس انجینئرنگ کے اسسٹنٹ پروفیسر اونوری نے کہا، "اگر مناسب طریقے سے نمٹا نہ جائے تو، سیل ٹو سیل ہیٹروجنیٹیز بیٹری پیک کی لمبی عمر، صحت اور حفاظت سے سمجھوتہ کر سکتی ہیں اور بیٹری پیک کی ابتدائی خرابی کو جنم دے سکتی ہیں۔" سکول آف سسٹین ایبلٹی۔"ہمارا نقطہ نظر پیک کے ہر سیل میں توانائی کو برابر کرتا ہے، تمام خلیوں کو متوازن طریقے سے چارج کی حتمی ہدف کی حالت میں لاتا ہے اور پیک کی لمبی عمر کو بہتر بناتا ہے۔"

ایک ملین میل کی بیٹری بنانے کی تحریک

نئی تحقیق کے محرک کا ایک حصہ "ملین میل بیٹری" پر کام کرنے والی الیکٹرک کار کمپنی ٹیسلا کے 2020 کے اعلان سے ملتا ہے۔یہ ایک ایسی بیٹری ہوگی جو گاڑی کو 1 ملین میل یا اس سے زیادہ (باقاعدہ چارجنگ کے ساتھ) اس مقام تک پہنچنے سے پہلے طاقت دے سکتی ہے جہاں پرانے فون یا لیپ ٹاپ میں لیتھیم آئن بیٹری کی طرح، ای وی کی بیٹری فعال ہونے کے لیے بہت کم چارج رکھتی ہے۔ .

اس طرح کی بیٹری آٹھ سال یا 100,000 میل کی برقی گاڑیوں کی بیٹریوں کے لیے کار سازوں کی مخصوص وارنٹی سے زیادہ ہوگی۔اگرچہ بیٹری پیک معمول کے مطابق اپنی وارنٹی کو ختم کرتے ہیں، لیکن اگر مہنگے بیٹری پیک کی تبدیلی اب بھی نایاب ہو جائے تو الیکٹرک گاڑیوں میں صارفین کے اعتماد کو تقویت مل سکتی ہے۔ایک ایسی بیٹری جو ہزاروں ری چارجز کے بعد بھی چارج رکھ سکتی ہے، طویل فاصلے تک چلنے والے ٹرکوں کو بجلی بنانے اور گاڑیوں سے گرڈ کے نام نہاد نظام کو اپنانے کے لیے بھی آسان کر سکتی ہے، جس میں ای وی بیٹریاں قابل تجدید توانائی کو ذخیرہ اور بھیجے گی۔ پاور گرڈ.

اونوری نے کہا، "بعد میں یہ وضاحت کی گئی کہ ملین میل بیٹری کا تصور واقعی کوئی نئی کیمسٹری نہیں تھا، بلکہ بیٹری کو مکمل چارج رینج کا استعمال نہ کرکے اسے چلانے کا صرف ایک طریقہ تھا۔"متعلقہ تحقیق واحد لتیم آئن خلیات پر مرکوز ہے، جو عام طور پر چارج کرنے کی صلاحیت اتنی جلدی نہیں کھوتے جتنی کہ مکمل بیٹری پیک کرتے ہیں۔

حیرت زدہ، اونوری اور اس کی لیب میں دو محققین - پوسٹ ڈاکٹرل اسکالر واحد عظیمی اور پی ایچ ڈی کے طالب علم انیرودھ عالم - نے اس بات کی تحقیق کرنے کا فیصلہ کیا کہ بیٹری کی موجودہ اقسام کا اختراعی انتظام کس طرح ایک مکمل بیٹری پیک کی کارکردگی اور سروس لائف کو بہتر بنا سکتا ہے، جس میں سینکڑوں یا ہزاروں سیل ہوسکتے ہیں۔ .

ایک ہائی فیڈیلیٹی بیٹری ماڈل

پہلے قدم کے طور پر، محققین نے بیٹری کے رویے کا ایک اعلیٰ مخلص کمپیوٹر ماڈل تیار کیا جو اس کی آپریشنل زندگی کے دوران بیٹری کے اندر ہونے والی جسمانی اور کیمیائی تبدیلیوں کو درست طریقے سے پیش کرتا ہے۔ان میں سے کچھ تبدیلیاں سیکنڈوں یا منٹوں میں سامنے آتی ہیں – باقی مہینوں یا سالوں میں۔

اسٹینفورڈ انرجی کنٹرول لیب کے ڈائریکٹر اونوری نے کہا، "ہمارے بہترین علم کے مطابق، کسی بھی سابقہ ​​مطالعہ میں اس قسم کا اعلیٰ مخلص، کثیر المعیاد بیٹری ماڈل استعمال نہیں کیا گیا ہے جو ہم نے بنایا ہے۔"

ماڈل کے ساتھ نقلیں چلانے نے تجویز کیا کہ ایک جدید بیٹری پیک کو اس کے اجزاء کے خلیات کے درمیان اختلافات کو قبول کرکے بہتر بنایا اور کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔اونوری اور ان کے ساتھیوں کا خیال ہے کہ ان کے ماڈل کو آنے والے سالوں میں بیٹری مینجمنٹ سسٹمز کی ترقی کی رہنمائی کے لیے استعمال کیا جا رہا ہے جو موجودہ گاڑیوں کے ڈیزائن میں آسانی سے تعینات کیے جا سکتے ہیں۔

یہ صرف الیکٹرک گاڑیاں ہی نہیں ہیں جو فائدہ اٹھاتی ہیں۔اونوری نے کہا کہ عملی طور پر کوئی بھی ایپلی کیشن جو "بیٹری پیک پر بہت زیادہ دباؤ ڈالتی ہے" نئے نتائج سے مطلع بہتر انتظام کے لیے ایک اچھا امیدوار ہو سکتا ہے۔ایک مثال؟الیکٹرک عمودی ٹیک آف اور لینڈنگ کے ساتھ ڈرون نما ہوائی جہاز، جسے کبھی کبھی eVTOL کہا جاتا ہے، جس سے کچھ کاروباری لوگ اگلی دہائی میں ہوائی ٹیکسیوں کے طور پر کام کرنے اور دیگر شہری فضائی نقل و حرکت کی خدمات فراہم کرنے کی توقع رکھتے ہیں۔پھر بھی، ریچارج ایبل لیتھیم آئن بیٹریوں کے لیے دیگر ایپلی کیشنز اشارہ کرتی ہیں، بشمول عمومی ہوا بازی اور قابل تجدید توانائی کا بڑے پیمانے پر ذخیرہ۔

اونوری نے کہا، "لیتھیم آئن بیٹریاں پہلے ہی بہت سے طریقوں سے دنیا کو بدل چکی ہیں۔"یہ ضروری ہے کہ ہم اس تبدیلی کی ٹیکنالوجی اور آنے والے اس کے جانشینوں سے جتنا ممکن ہو سکے حاصل کریں۔"