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सल्फर आधारित बहुलक बैटरी की एक नई कक्षा के लिए खुले दरवाजे

विज्ञान

जेम्स होलोय

1 9 अप्रैल, 2013

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सल्फर पाउडर के एक (बहुत छोटे) भंडार के बगल में सल्फर-आधारित बहुलक का एक पेट्री डिश (फोटो: जेरेड ग्रिबेल / पायुन लैब, रसायन विज्ञान और जैव रसायन विभाग के एरिजोना विश्वविद्यालय)

चाहे सल्फर एक उप-उत्पाद है या तेल परिष्करण और कोयला दहन का अपशिष्ट उत्पाद इस बात पर निर्भर करता है कि आप इसे कैसे फिसलते हैं। निश्चित रूप से, उस सल्फर का अधिकांश सल्फरिक एसिड, उर्वरक और अन्य रसायनों का उत्पादन करने के लिए रखा जा सकता है, लेकिन कुछ को स्टॉकपाइलों पर जमा करने के लिए छोड़ दिया जाता है जो कि बनाए रखने के लिए महंगे होते हैं (अम्लीय रन-ऑफ को बेअसर करने की आवश्यकता के कारण)। एरिज़ोना विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि उस सल्फर के एक दिन में एक नई रासायनिक प्रक्रिया के लिए उपयोग किया जा सकता है जो पॉलिमर बनाने के लिए सल्फर का उपयोग करता है। शोधकर्ताओं का दावा है कि नई सामग्री लाइटर, अधिक कुशल लिथियम-सल्फर बैटरी की एक नई पीढ़ी का कारण बन सकती है।

सह-लेखक जेरेड ग्रिबेल ने गणना की है कि हर 1 9 गैलन गैसोलिन उत्पादित आधा पाउंड (230 ग्राम) सल्फर को अपशिष्ट उत्पाद के रूप में छोड़ देता है। हर साल 60 मिलियन टन सल्फर उत्पादित, 7 मिलियन टन आवश्यकताओं के लिए अधिशेष हैं।

अल्बर्टा, कनाडा में सिंक्रूड की प्रसंस्करण सुविधाओं में एक सल्फर भंडार (फोटो: डेविड डॉज / द पेम्बिना इंस्टीट्यूट)

सल्फर की सभी चीजों के बारे में सोचकर, लीड रिसर्चर, केमिस्ट जेफरी पायन ने बेवकूफ बैठे थे, खुद को यह जांचने की समस्या स्थापित की कि कैसे "परिवहन का कचरा " (जैसा कि वह अपशिष्ट सल्फर शब्द है) का उपयोग नए प्रकार के लिथियम बनाने के लिए किया जा सकता है -सुल्फर (ली-एस) बैटरी। नया दृष्टिकोण एक मोल्डबल पॉलिमर बनाने के लिए तरल सल्फर का उपयोग करना था, जिसके लिए सल्फर सामान्य रूप से बहुलक श्रृंखला बनाने के लिए अनिच्छुकता के कारण उपयुक्त नहीं है।

शोधकर्ताओं ने 20 से अधिक रसायनों की पहचान की जो सल्फर को बहुलक करने की संभावना रखते हैं, और तरल सल्फर में उन्हें विसर्जित करके उन्हें एक-एक करके परीक्षण करने के बारे में निर्धारित करते हैं। उन्होंने पहली बार कोशिश की, divinylic styrenic comonomers, बहुत से सर्वश्रेष्ठ होने के लिए हुआ। इस रासायनिक योजक की केवल अपेक्षाकृत छोटी मात्रा का उपयोग किया जाना चाहिए, जिससे शोधकर्ताओं ने अपनी प्रक्रिया उलटा vulcanization नामकरण (जैसे vulcanization में टिकाऊपन के लिए रबर के लिए सल्फर की एक छोटी राशि जोड़ने) शामिल है। इंप्रिंट लिथोग्राफी सामग्री की फिल्म बनाने के लिए इस्तेमाल किया गया था।

शोधकर्ताओं ने रिपोर्ट किया कि सल्फर पॉलिमर ने "चार्ज करने योग्य इलेक्ट्रोकेमिकल गुणों को मौलिक सल्फर, " के साथ 100 चार्ज चक्रों के बाद 823 एमएएच / जी की विशिष्ट क्षमता के साथ प्रदर्शित किया, लेकिन आसानी से घुलनशील और पिघलने योग्य (मौलिक सल्फर के विपरीत) के अतिरिक्त लाभों के साथ। दर्ज की गई विशिष्ट क्षमता को बहुलक सामग्री के लिए अब तक उच्चतम माना जाता है।

हालांकि यह ली-एस बैटरी के प्रदर्शन को बढ़ाने में तत्काल चांदी की गोली नहीं है, लेकिन यह उम्मीद है कि विकास भविष्य में बैटरी अनुप्रयोगों की एक नई श्रेणी का कारण बन सकता है। शोधकर्ताओं का सुझाव है कि नई सामग्री ऑप्टिकल अनुप्रयोगों को भी उधार दे सकती है।

टीम का शोध प्रकृति रसायन विज्ञान में 14 अप्रैल को प्रकाशित हुआ था।

स्रोत: एरिजोना विश्वविद्यालय

अल्बर्टा, कनाडा में सिंक्रूड की प्रसंस्करण सुविधाओं में एक सल्फर भंडार (फोटो: डेविड डॉज / द पेम्बिना इंस्टीट्यूट)

सल्फर पाउडर के एक (बहुत छोटे) भंडार के बगल में सल्फर-आधारित बहुलक का एक पेट्री डिश (फोटो: जेरेड ग्रिबेल / पायुन लैब, रसायन विज्ञान और जैव रसायन विभाग के एरिजोना विश्वविद्यालय)

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