Silicon–air battery
ಸಿಲಿಕಾನ್-ಏರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಟೆಕ್ನಿಯನ್-ಇಸ್ರೇಲ್ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿಯಲ್ಲಿನ ಗ್ರ್ಯಾಂಡ್ ಟೆಕ್ನಿಯನ್ ಎನರ್ಜಿ ಪ್ರೋಗ್ರಾಂನಲ್ಲಿ ಪ್ರೊ. ಐನ್-ಎಲಿ ನೇತೃತ್ವದ ತಂಡವು ಕಂಡುಹಿಡಿದ ಹೊಸ ಬ್ಯಾಟರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್-ಏರ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ಅಂತಹ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಹಗುರವಾಗಿರಬಹುದು, ಅತ್ಯಂತ ಶುಷ್ಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತೇವಾಂಶ ಎರಡಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಹಿಷ್ಣುತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಇತರ ಆನೋಡ್-ಏರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಂತೆ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಲೋಹ-ಏರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ, ಸಿಲಿಕಾನ್-ಏರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ತಮ್ಮ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ಗಳಿಗಾಗಿ ವಾತಾವರಣದ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿವೆ; ಅದಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಅವು ತಮ್ಮ ರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಇದು ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ತೂಕದಲ್ಲಿ ಆರ್ಥಿಕತೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಕೊಠಡಿ-ತಾಪಮಾನದ ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಕೋಶಗಳು ಸಿಲಿಕಾನ್ನ ಪ್ರತಿ ಚದರ ಸೆಂಟಿಮೀಟರ್ಗೆ 0.3 ಮಿಲಿಯಾಂಪಿಯರ್ಗಳ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ 1 ಮತ್ತು 1.2 ವೋಲ್ಟ್ಗಳ ನಡುವೆ ಉತ್ಪಾದಿಸಿವೆ. ಇತಿಹಾಸ ಸಾರ್ವಜನಿಕರಿಗೆ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಏಕೈಕ ಸಂಶೋಧನಾ ವರದಿಯನ್ನು ಅದರ ಸೃಷ್ಟಿಕರ್ತ ಯಯಿರ್-ಐನ್-ಎಲಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಎಲಿ ಟೆಕ್ನಿಯನ್-ಇಸ್ರೇಲ್ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿಯಲ್ಲಿ ಡೇವಿಡ್ ಸ್ಟಾರೋಸ್ವೆಟ್ಸ್ಕಿ, ಟೆಕ್ನಿಯನ್ನ ಪದವಿ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ ಗಿಲ್ ಕೋಹೆನ್, ಪೆನ್ಸಿಲ್ವೇನಿಯಾ ಸ್ಟೇಟ್ ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿಯ ಡಿಗ್ಬಿ ಮ್ಯಾಕ್ಡೊನಾಲ್ಡ್ ಮತ್ತು ಕ್ಯೋಟೋ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ರಿಕಾ ಹಾಗಿವಾರಾ ಅವರೊಂದಿಗೆ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದರು. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಇಂಧನ ಕೋಶವಾಗಿ ಬಳಸುವುದಕ್ಕೆ ಏಲಿಯ ಕಾರಣವೆಂದರೆ ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಕ್ತಿ, ಸಂಪನ್ಮೂಲವಾಗಿ ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಭ್ಯತೆ (ಸಿಲಿಕಾನ್ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದಲ್ಲಿ ಎಂಟನೇ ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿದೆ, ಭೂಮಿಯ ಹೊರಪದರದಲ್ಲಿ ಎರಡನೇ ಅತ್ಯಂತ ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿದೆ), ಹೆಚ್ಚಿನ ತೇವಾಂಶವಿರುವ ಸ್ಥಳಗಳ ಸಹಿಷ್ಣುತೆ ಮತ್ತು ವಿಷಕಾರಿಯಲ್ಲದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು. ತಮ್ಮ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ, ಅವರು ವಿವಿಧ ದ್ರವ ಆಮ್ಲಜನಕದ ದ್ರಾವಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಿವಿಧ ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿಗಳು ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದರು. ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಮತ್ತು ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳನ್ನು 2009ರಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ ಕಮ್ಯುನಿಕೇಷನ್ಸ್ ಜರ್ನಲ್ನಲ್ಲಿ ಆನ್ಲೈನ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಯಿತು. ಇದು ಡಿಎಆರ್ಪಿಎ ಮತ್ತು ಪೆಂಟಗನ್ನಂತಹ ಸಂಸ್ಥೆಗಳ ಗಮನವನ್ನು ಸೆಳೆಯಿತು, ಅಲ್ಲಿ ಅವರು ಪ್ರಸ್ತುತ ಈ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಮಿಲಿಟರಿ ಬಳಕೆಯ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. ಬ್ಯಾಟರಿ ಇನ್ನೂ ಈ ಸಂಸ್ಥೆಗಳಿಂದ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿದೆ ಮತ್ತು ವಾಣಿಜ್ಯ ಬಳಕೆಗೆ ಲಭ್ಯವಿಲ್ಲ. ವಿನ್ಯಾಸ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲವನ್ನು 1-ಎಥೈಲ್-3-ಮೆಥೈಲಿಮಿಡಾಜೋಲಿಯಂ ಒಲಿಗೋಫ್ಲೋರೋಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಟ್ (ಇಎಂಐ · 2.3HF ·ಎಫ್) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವವನ್ನು ಬಳಸಿ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದ ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವ (ಆರ್ಟಿಐಎಲ್) ಎಂದು ವರ್ಗೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಹೊಂದಿರುವ ಬಿಲ್ಲೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬಿಲ್ಲೆಗಳು ಆನೋಡ್ (ಇಂಧನ ಮೂಲದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ) ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಆರ್. ಟಿ. ಐ. ಎಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಬಿಲ್ಲೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಅದರ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಆರ್. ಟಿ. ಐ. ಎಲ್ ವೇಫರ್ಗಳನ್ನು ನಿಧಾನಗತಿಯಲ್ಲಿ ಕರಗಿಸುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸಲು ಯಾವುದೇ ಅರೆ-ವಾಹಕವಿಲ್ಲ. ಬಳಕೆಗೆ ಬಂದಾಗ, ಆರ್ಟಿಐಎಲ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ಗಳನ್ನು ಕರಗಿಸಲು ವೇಗವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಯಾವುದೇ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಇದನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಆನೋಡ್ನ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಸಮತೋಲನಗೊಳಿಸಲು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಬದಲಿಗೆ, ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಪೊರೆಯು ವಾತಾವರಣದಿಂದ ಆಮ್ಲಜನಕವು ಅದರ ಮೂಲಕ ಹರಿಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಪೆಕ್ಟರ್ ಎವೆನೆಸೆನ್ಸ್ (ಸ್ಪೆಕ್ಟರ್) ಗಾಗಿ ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಲಾದ ಒತ್ತಡಕ್ಕೊಳಗಾದ ಕಂಬ-ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ CMOS ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು DARPA ಮತ್ತು SRI ಸಂಶೋಧಿಸುತ್ತಿವೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಿಲಿಕಾನ್-ಏರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆಃ ಸೆರೆಹಿಡಿದ ಸಾಧನಗಳಿಂದ ಅಥವಾ ಅಂತಹ ಸಾಧನಗಳಿಂದ ಪಡೆಯಬೇಕಾದ ಮಾಹಿತಿಯಿಂದ ಲಾಭ ಪಡೆಯುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ನಿರಾಕರಿಸುವ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ, ಸ್ಪೆಕ್ಟರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಕೊಲ್ಲುವ ಸಂಕೇತಕ್ಕೆ ಸ್ವಯಂ-ವಿನಾಶದ ಮೂಲಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಬಹುದು. ಇದು ಮಿಲಿಟರಿ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭಾವ್ಯ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಶೇಖರಣಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಶೇಖರಣಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ-ಏರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು. ಸಿಲಿಕಾನ್-ಏರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಕ್ತಿಯು 8470 Wh/ಕೆಜಿ ಎಂದು ಅಂದಾಜಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಸುಮಾರು 2109.0 Wh/L ಆಗಿದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ 1-1.2 ವಿ. ಮೀಸಲಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಹರಿವಿನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ, ಜಲೀಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ಗಳಿಗೆ 1000 ಗಂಟೆಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಸಮಯವನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು, ಇದು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆನೋಡ್ನ 100% ಬಳಕೆಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳು ಸಿಲಿಕಾನ್-ಏರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಭರವಸೆಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಕ್ಷೇತ್ರವೆಂದರೆ ಡಯಾಬಿಟಿಕ್ ಪಂಪ್ಗಳು ಮತ್ತು ಶ್ರವಣ ಸಾಧನಗಳಂತಹ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ನೀಡುವುದು, ಇದರಲ್ಲಿ ಬೇಸರದ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಅನಾನುಕೂಲವಾಗಿದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್-ಏರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಸ್ವರೂಪವು ಏಷ್ಯಾ, ಅಮೆರಿಕ ಅಥವಾ ಆಫ್ರಿಕಾದ ಉಷ್ಣವಲಯದ ಪ್ರದೇಶಗಳಂತಹ ತೇವಾಂಶಭರಿತ ಹವಾಮಾನಗಳಿಗೆ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. ದೈನಂದಿನ ಬಳಕೆಗಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್-ಏರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಯುತ್ತಿದೆ. ಲ್ಯಾಪ್ಟಾಪ್ಗಳು ಮತ್ತು ಫೋನ್ಗಳಂತಹ ಗ್ರಾಹಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ಗಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಗಳು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್-ಏರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ನಿಯೋಜಿಸಬಹುದಾದ ಮತ್ತು ಅಳೆಯಬಹುದಾದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು ನಡೆಯುತ್ತಿವೆ. ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ರಕಾರಗಳ ಪಟ್ಟಿಯನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ರಕಾರಗಳು ಇಸ್ರೇಲಿ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳು ಉದಯೋನ್ಮುಖ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು