ਜੀ

ਸੁਪਰ-ਸਥਿਰ ਕਾਰਬਨ ਐਨੋਡਜ਼ ਪਾਵਰ ਫਾਸਟ-ਚਾਰਜਿੰਗ ਸੋਡੀਅਮ-40,000-ਸਾਈਕਲ ਲਾਈਫਸਪੇਨ ਵਾਲੀਆਂ ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ

ਸੋਡੀਅਮ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀ, ਤੇਜ਼-ਚਾਰਜਿੰਗ ਬੈਟਰੀ, ਲੰਬੀ ਸਾਈਕਲ ਲਾਈਫ ਬੈਟਰੀ, ਕਾਰਬਨ ਐਨੋਡ, ਈਵੀ ਬੈਟਰੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀ, ਊਰਜਾ ਸਟੋਰੇਜ ਹੱਲ, ਸਸਟੇਨੇਬਲ ਬੈਟਰੀਆਂ, ਨਾਨਕਾਈ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਖੋਜ

SIB ਐਨੋਡ ਸਮੱਗਰੀ, ਉੱਚ ਸ਼ਕਤੀ ਘਣਤਾ, ਬੈਟਰੀ ਸਾਈਕਲਿੰਗ ਸਥਿਰਤਾ, g-C3N4 ਕੋਟਿੰਗ, ਖੋਖਲੇ ਕਾਰਬਨ ਗੋਲੇ, SEI ਬਣਤਰ, ਅਗਲੀ-ਜਨਰੇਸ਼ਨ ਬੈਟਰੀਆਂ

**ਬੈਟਰੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ** ਦੀ ਦੌੜ ਤੇਜ਼ ਹੋ ਰਹੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਸੋਡੀਅਮ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ (SIBs) ਇੱਕ ਸ਼ਕਤੀਸ਼ਾਲੀ, ਟਿਕਾਊ, ਅਤੇ ਲਾਗਤ-ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਦਾਅਵੇਦਾਰ ਵਜੋਂ ਉੱਭਰ ਰਹੀਆਂ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇੱਕ ਨਾਜ਼ੁਕ ਚੁਣੌਤੀ ਐਨੋਡ ਸਮੱਗਰੀ ਦਾ ਵਿਕਾਸ ਕਰ ਰਹੀ ਹੈ ਜੋ ਇੱਕ ਅਤਿ-ਲੰਬੀ ਉਮਰ ਦੇ ਨਾਲ ਤੇਜ਼ ਚਾਰਜਿੰਗ ਨੂੰ ਜੋੜਦੀ ਹੈ।

**ਨਨਕਾਈ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ** ਦੇ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਅਧਿਐਨ ਨੇ ਹੁਣ ਇਸ ਰੁਕਾਵਟ ਨੂੰ ਪਾਰ ਕਰ ਲਿਆ ਹੈ। ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਨਾਵਲ **ਕਾਰਬਨ ਐਨੋਡ ਸਮੱਗਰੀ** ਤਿਆਰ ਕੀਤੀ ਹੈ ਜੋ SIBs ਨੂੰ ਲਗਭਗ ਬਿਨਾਂ ਕਿਸੇ ਗਿਰਾਵਟ ਦੇ ਹਜ਼ਾਰਾਂ ਚੱਕਰਾਂ ਨੂੰ ਸਹਿਣ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਸਿਰਫ਼ ਮਿੰਟਾਂ ਵਿੱਚ ਚਾਰਜ ਕਰਨ ਦੇ ਯੋਗ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ **ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਾਹਨਾਂ (EVs)** ਤੋਂ ਗਰਿੱਡ-ਸਕੇਲ **ਊਰਜਾ ਸਟੋਰੇਜ ਸਿਸਟਮ** ਤੱਕ ਹਰ ਚੀਜ਼ ਵਿੱਚ ਕ੍ਰਾਂਤੀ ਲਿਆ ਸਕਦਾ ਹੈ।

>**ਪ੍ਰਾਇਮਰੀ ਰਿਸਰਚ ਰੈਫਰੈਂਸ:** [ਅਚੀਵਿੰਗ ਅਲਟਰਾਫਾਸਟ ਅਤੇ ਅਲਟਰਾਸਟਟੇਬਲ ਸੋਡੀਅਮ-ਸੁਪਰਸਟੇਬਲ ਕਾਰਬਨ ਐਨੋਡਸ ਦੁਆਰਾ ਆਇਨ ਸਟੋਰੇਜ](https://doi.org/10.1002/adma.202509953)

---

**ਚੁਣੌਤੀ: ਕਾਰਬਨ ਐਨੋਡਸ ਨੂੰ ਅਪਗ੍ਰੇਡ ਦੀ ਲੋੜ ਕਿਉਂ ਹੈ

ਕਾਰਬਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਸਮੱਗਰੀ ਆਪਣੀ ਪਰਿਪੱਕਤਾ ਅਤੇ ਘੱਟ ਲਾਗਤ ਕਾਰਨ **ਸੋਡੀਅਮ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀ ਐਨੋਡ** ਲਈ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਉਮੀਦਵਾਰ ਹਨ। ਫਿਰ ਵੀ, ਪਰੰਪਰਾਗਤ ਕਾਰਬਨ ਬਣਤਰ ਇਸ ਤੋਂ ਪੀੜਤ ਹਨ:

* **ਸਲੋ ਆਇਨ ਟਰਾਂਸਪੋਰਟ**, **ਰੇਟ ਸਮਰੱਥਾ** ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਕਰਨਾ ਅਤੇ ਤੇਜ਼ ਚਾਰਜਿੰਗ।
ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੇ ਨਾਲ **ਅਸਥਿਰ ਇੰਟਰਫੇਸ**, ਜਿਸ ਨਾਲ ਸਮਰੱਥਾ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਫੇਡ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

ਨਾਨਕਾਈ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਦੀ ਟੀਮ ਨੇ ਇਨ੍ਹਾਂ ਰੁਕਾਵਟਾਂ ਨੂੰ ਹੁਸ਼ਿਆਰੀ ਨਾਲ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਲੜੀਵਾਰ ਢਾਂਚੇ ਨਾਲ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ।

**ਇਨੋਵੇਟਿਵ ਹੱਲ: g-C₃N₄ ਕੋਟੇਡ ਖੋਖਲੇ ਕਾਰਬਨ ਗੋਲੇ**

ਖੋਜ ਟੀਮ ਨੇ **CN@HCS** ਡੱਬ ਕੀਤੀ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਕਸਿਤ ਕੀਤੀ। ਇਹ **ਖੋਖਲੇ ਕਾਰਬਨ ਗੋਲਿਆਂ (HCS)** ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਲੇਪਿਤ ਗ੍ਰਾਫਿਕ ਕਾਰਬਨ ਨਾਈਟ੍ਰਾਈਡ (g-C₃N₄) ਲਈ ਖੜ੍ਹਾ ਹੈ।

ਇਹ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਨੈਨੋ-ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਮਾਸਟਰ ਕਲਾਸ ਹੈ:

1. **ਹੋਲੋ ਕਾਰਬਨ ਸਫੇਅਰ (HCS) ਕੋਰ:** ਸੋਡੀਅਮ-ਆਇਨ (Na⁺) ਪਰਸਪਰ ਕ੍ਰਿਆ ਲਈ ਇੱਕ ਵਿਸ਼ਾਲ ਸਤਹ ਖੇਤਰ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਚਾਰਜਿੰਗ ਦੀ ਸਹੂਲਤ ਦਿੰਦੇ ਹੋਏ, ਆਇਨ ਫੈਲਾਅ ਮਾਰਗ ਨੂੰ ਛੋਟਾ ਕਰਦਾ ਹੈ।
2. **g-C₃N₄ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ-ਇਨਰਟ ਪਰਤ:** ਇਹ ਪਰਤ ਸਥਿਰਤਾ ਦੀ ਕੁੰਜੀ ਹੈ। ਇਹ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਅਣਚਾਹੇ ਪਾਸੇ ਦੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਦਬਾਉਣ, ਇੱਕ ਚੋਣਤਮਕ ਢਾਲ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ।

**ਬ੍ਰੇਕਥਰੂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ**

ਜਰਨਲ *ਐਡਵਾਂਸਡ ਮੈਟੀਰੀਅਲ* ਵਿੱਚ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੇ ਗਏ ਨਤੀਜੇ ਬੇਮਿਸਾਲ ਤੋਂ ਘੱਟ ਨਹੀਂ ਹਨ। CN@HCS ਐਨੋਡ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ:

* **ਬੇਮਿਸਾਲ ਦਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ:** **40 A g⁻¹** ਦੀ ਬਹੁਤ ਉੱਚ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ 'ਤੇ ਵੀ ਉੱਚ ਸਮਰੱਥਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕੀਤੀ ਗਈ।
* **ਬੇਮਿਸਾਲ ਸਾਈਕਲਿੰਗ ਸਥਿਰਤਾ:** 40,000 ਚੱਕਰਾਂ ਤੋਂ ਵੱਧ **ਲਗਭਗ ਜ਼ੀਰੋ ਸਮਰੱਥਾ ਦਾ ਵਿਘਨ**, SIB ਕਾਰਬਨ ਐਨੋਡਸ ਲਈ ਇੱਕ ਰਿਕਾਰਡ-ਤੋੜਦੀ ਸਥਿਰਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ।
* **ਪੂਰੇ ਸੈੱਲ ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਸ਼ਕਤੀ ਦੀ ਘਣਤਾ:** ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਪੂਰੇ ਸੈੱਲ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ NFPP ਕੈਥੋਡ ਨਾਲ ਪੇਅਰ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਬੈਟਰੀ ਨੇ 21,600 W kg⁻¹** (ਦੋਵੇਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਦੇ ਕੁੱਲ ਪੁੰਜ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ) ਦੀ ਕਮਾਲ ਦੀ **ਪਾਵਰ ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ।
* **ਰੈਪਿਡ ਚਾਰਜ/ਡਿਸਚਾਰਜ ਪ੍ਰੋਫਾਈਲ:** ਪੂਰਾ ਸੈੱਲ **ਤੇਜ਼-0.1 ਘੰਟੇ (6 ਮਿੰਟ) ਵਿੱਚ ਚਾਰਜ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ** ਅਤੇ 100% ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਦੀ ਕੂਲਮਬਿਕ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਦੇ ਨਾਲ 1 ਘੰਟੇ ਤੋਂ ਵੱਧ ਨਿਰੰਤਰ ਡਿਸਚਾਰਜ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ।

**ਇਹ ਕਿਵੇਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ: ਸਥਿਰਤਾ ਦੇ ਪਿੱਛੇ ਵਿਗਿਆਨ**

ਅਧਿਐਨ ਇਸ ਗੱਲ ਦੀ ਡੂੰਘੀ ਸਮਝ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਸਮੱਗਰੀ ਇੰਨੀ ਵਧੀਆ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਿਉਂ ਕਰਦੀ ਹੈ:

* **ਸਥਿਰ SEI ਗਠਨ:** g-C₃N₄ ਪਰਤ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨਾਲ FEC (ਇੱਕ ਆਮ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਐਡਿਟਿਵ) ਨੂੰ ਜਜ਼ਬ ਕਰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਘਟਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਇੱਕ ਸਮਾਨ, ਸੰਘਣੀ, ਅਤੇ ਅਕਾਰਗਨਿਕ-ਅਮੀਰ ਸਾਲਿਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਇੰਟਰਫੇਸ (SEI) ਦੇ ਗਠਨ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਮਜਬੂਤ SEI ਘੱਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੀ ਖਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਚੱਲ ਰਹੇ ਪਤਨ ਨੂੰ ਰੋਕਦਾ ਹੈ।
* **ਫਾਸਟ ਚਾਰਜ ਟਰਾਂਸਪੋਰਟ:** g-C₃N₄ ਵਿੱਚ ਭਰਪੂਰ π-ਕਨਜੁਗੇਟਿਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਸਿਸਟਮ ਤੇਜ਼ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਅਤੇ ਆਇਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਲਈ ਇੱਕ ਹਾਈਵੇ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਸ਼ਾਨਦਾਰ **ਉੱਚ- ਦਰ ਸਮਰੱਥਾ** ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ।
* **ਨੁਕਸ ਤੋਂ ਬਚਾਅ:** ਪਰਤ ਕਾਰਬਨ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਰਗਰਮ ਨੁਕਸ ਵਾਲੀਆਂ ਥਾਵਾਂ ਦੇ ਐਕਸਪੋਜਰ ਨੂੰ ਘੱਟ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਹੋਰ ਪਰਜੀਵੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਰੋਕਦੀ ਹੈ।

**ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਸੰਖੇਪ ਜਾਣਕਾਰੀ: ਐਨੋਡ ਕਿਵੇਂ ਬਣਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ**

ਸਾਡੇ ਤਕਨੀਕੀ ਪਾਠਕਾਂ ਲਈ, ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਹੇਠ ਲਿਖੇ ਅਨੁਸਾਰ ਹੈ:

1. **PPy/PMMA ਪੂਰਵ ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ:** ਪਾਈਰੋਲ ਮੋਨੋਮਰ ਅਤੇ ਇੱਕ PMMA ਟੈਂਪਲੇਟ ਨੂੰ ਅਮੋਨੀਅਮ ਪਰਸਲਫੇਟ (APS) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ 5 ਡਿਗਰੀ ਤੋਂ ਘੱਟ 'ਤੇ ਪੌਲੀਮਰਾਈਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
2. **HCS ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ:** ਖੋਖਲੇ ਕਾਰਬਨ ਗੋਲਿਆਂ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ ਅੜਿੱਕੇ ਵਾਯੂਮੰਡਲ ਵਿੱਚ 700 ਡਿਗਰੀ 'ਤੇ ਪੂਰਵਗਾਮੀ ਕਾਰਬਨਾਈਜ਼ਡ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
3. **CN@HCS ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ:** HCS ਨੂੰ ਯੂਰੀਆ ਨਾਲ ਮਿਲਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ 500 ਡਿਗਰੀ ਤੱਕ ਗਰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਯੂਰੀਆ ਥਰਮਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੜ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਕਾਰਬਨ ਗੋਲਿਆਂ 'ਤੇ ag-C₃N₄ ਪਰਤ ਬਣ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

** ਸਿੱਟਾ ਅਤੇ ਪ੍ਰਭਾਵ**

**ਸੁਪਰਸਟੇਬਲ ਕਾਰਬਨ ਐਨੋਡ** 'ਤੇ ਇਹ ਕੰਮ **ਸੋਡੀਅਮ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀ** ਲਈ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਛਾਲ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ag-C₃N₄-ਕੋਟੇਡ ਖੋਖਲੇ ਕਾਰਬਨ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਤਰਕਸੰਗਤ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕਰਕੇ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਐਨੋਡ ਬਣਾਇਆ ਹੈ ਜੋ ਇੱਕੋ ਸਮੇਂ ਤਿੰਨ ਸਭ ਤੋਂ ਨਾਜ਼ੁਕ ਮੋਰਚਿਆਂ 'ਤੇ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ: **ਗਤੀ, ਸਥਿਰਤਾ, ਅਤੇ ਸ਼ਕਤੀ**।

"ਇਹ ਅਧਿਐਨ ਕਾਰਬੋਨੇਟ-ਅਧਾਰਿਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਅਲਟਰਲੌਂਗ-ਜੀਵਨ SIBs ਲਈ ਕਾਰਬਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਐਨੋਡਾਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਵਿੱਚ ਨਵੀਂ ਜਾਣਕਾਰੀ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ," ਲੇਖਕ ਸਿੱਟਾ ਕੱਢਦੇ ਹਨ।

ਮਿੰਟਾਂ ਵਿੱਚ ਚਾਰਜ ਹੋਣ ਵਾਲੀਆਂ ਅਤੇ ਦਹਾਕਿਆਂ ਤੱਕ ਚੱਲਣ ਵਾਲੀਆਂ ਬੈਟਰੀਆਂ ਬਣਾਉਣ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ **ਟਿਕਾਊ ਊਰਜਾ ਹੱਲ** ਨੂੰ ਅਪਣਾਉਣ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਤੇਜ਼ੀ ਲਿਆ ਸਕਦੀ ਹੈ ਅਤੇ **ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਾਹਨ** ਨੂੰ ਪਹਿਲਾਂ ਨਾਲੋਂ ਵਧੇਰੇ ਸੁਵਿਧਾਜਨਕ ਅਤੇ ਪਹੁੰਚਯੋਗ ਬਣਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।