Kua whakawhanakehia e nga miihini he kaiwhakawehe hei whakapumau i nga hiko hiko kia pai ake ai te noho haumaru o nga pākahiko pāmahana tino iti.

E ai ki nga purongo o nga korero a nga iwi ke, kua hangaia e nga miihini nano i te Whare Wananga o California San Diego he whakawehe pākahiko ka taea te mahi hei arai i waenga i te cathode me te anode hei aukati i te hiko hiko i roto i te pākahiko kia kore e mimiti. Ko te diaphragm hou ka aukati i te pehanga o roto o te tupuhi kia kore e kohi, na reira ka kore e pupuhi te pākahiko me te pahū.

Ko te kaiarahi rangahau, ko Zheng Chen, he ahorangi mo te nanoengineering i te Jacobs School of Engineering i te Whare Wananga o California, San Diego, i kii: "Na roto i te hopu i nga ngota hau, ka taea e te membrane te mahi hei whakapumau mo nga electrolytes tere."

Ka taea e te kaiwehewehe hou te whakapai ake i te mahi o te pākahiko i nga pāmahana tino iti. Ko te pūtau pākahiko e whakamahi ana i te diaphragm ka taea te mahi i te iti rawa o te 40°C, a ko te kaha ka eke ki te 500 milliampere haora mo ia karamu, ko te pākahiko diaphragm arumoni he tata kore mana i tenei keehi. E ai ki nga kairangahau ahakoa ka waiho mo nga marama e rua kia kore e whakamahia, kei te kaha tonu te kaha o te pukoro pākahiko. Ko tenei mahinga e whakaatu ana ka taea ano e te diaphragm te roa te roa o te rokiroki. Ko tenei kitenga ka taea e nga kairangahau te whakatutuki ake i ta ratou whainga: ki te whakaputa i nga pākahiko ka taea te tuku hiko mo nga waka i roto i nga taiao hukapapa, penei i nga waka mokowhiti, amiorangi, me nga kaipuke moana hohonu.

Ko tenei rangahau i ahu mai i te rangahau i te taiwhanga o Ying Shirley Meng, ahorangi mo te nanoengineering i te Whare Wananga o California, San Diego. Ka whakamahia e tenei rangahau tetahi hiko hau liquefied hei hanga i te pākahiko ka taea te pupuri i te mahi pai i roto i te taiao haunga te 60°C mo te wa tuatahi. I roto i a raatau, ko te hiko hiko liquefied hau he hau e rewa ana ma te tono pehanga, he kaha ake te atete ki te iti o te pāmahana i nga hiko wai tuku iho.

Engari he hapa to tenei momo electrolyte; he ngawari te huri mai i te wai ki te hau. I kii a Chen: "Ko tenei raru te take haumaru nui mo tenei electrolyte." Me whakanui ake te pehanga hei whakakoi i nga ngota ngota wai me te pupuri i te electrolyte i roto i te ahua wai hei whakamahi i te electrolyte.

I mahi tahi te taiwhanga a Chen me Meng me Tod Pascal, ahorangi mo te nanoengineering i te Whare Wananga o California, San Diego, ki te whakaoti i tenei raru. Ma te whakakotahi i te tohungatanga o nga tohunga rorohiko penei i a Pascal me nga kairangahau penei i a Chen me Meng, kua hangaia he tikanga hei whakakoi i te hiko ngongo me te kore e tere te pehanga. Ko nga kaimahi kua whakahuahia i runga ake nei he hononga ki te Whare Rangahau Rauemi me te Whare Hangarau (MRSEC) o te Whare Wananga o California, San Diego.

Ko tenei tikanga ka nama mai i tetahi ahuatanga tinana ka pupuhi noa nga ngota ngota hau i te wa e mau ana ki roto i nga mokowā iti nano-tauine. Ko tenei ahuatanga e kiia ana ko te condensation capillary, e taea ai te wai te hau i te pehanga iti. I whakamahia e te roopu rangahau tenei ahuatanga ki te hanga i te whakawehe pākahiko e taea ai te whakau i te hiko i roto i nga pākahiko pāmahana tino iti, he hiko hau liquefied i hangaia ki te hau fluoromethane. I whakamahia e nga kairangahau he rauemi tioata porous e kiia nei he anga whakarewa-organic (MOF) hei hanga i te kiriuhi. Ko te mea ahurei mo te MOF he ki tonu i nga pores iti, ka taea te mahanga i nga ngota ngota hau fluoromethane me te whakakoi i te pehanga iti. Hei tauira, i te nuinga o te wa ka mimiti te fluoromethane i te iti rawa o te 30°C me te kaha o te 118 psi; engari ki te whakamahia te MOF, ko te 11 psi anake te pehanga condensation o porous i te pāmahana kotahi.

I kii a Chen: "Ko tenei MOF ka tino whakaiti i te pehanga e hiahiatia ana mo te hikohiko ki te mahi. Na reira, ka taea e to maatau pākahiko te whakarato i te nui o te kaha i nga waahi iti me te kore e paheke." I whakamatauhia e nga kairangahau he wehenga mo te MOF i roto i te pākahiko lithium-ion. . Kei roto i te pākahiko lithium-ion he cathode fluorocarbon me tetahi anode whakarewa lithium. Ka taea e ia te whakaki ki te electrolyte fluoromethane hau i te pehanga o roto o te 70 psi, he iti rawa atu i te pehanga e hiahiatia ana mo te liquefying fluoromethane. Ka taea tonu e te pākahiko te pupuri i te 57% o tona kaha pāmahana rūma i te 40°C iti ake. He rereke, i te rite tonu o te pāmahana me te pehanga, he tata kore te mana o te pākahiko diaphragm arumoni e whakamahi ana i te electrolyte hau e mau ana te fluoromethane.

Ko nga micropores i runga i te whakawehe MOF te mea nui na te mea ka taea e enei micropores te pupuri i nga electrolytes e rere ana i roto i te pākahiko ahakoa he iti te pehanga. He nui nga pores o te diaphragm arumoni, kaore e taea te pupuri i nga ngota ngota hiko hau i raro i te pehanga iti. Engari ehara ko te microporosity anake te take ka pai te mahi a te diaphragm i raro i enei tikanga. Ko te diaphragm i hangaia e nga kairangahau ka taea ano e nga pores te hanga i te huarahi haere tonu mai i tetahi pito ki tetahi atu, na reira ka taea e nga katote lithium te rere noa i roto i te diaphragm. I roto i te whakamatautau, ko te kawe ionic o te pākahiko e whakamahi ana i te diaphragm hou i te iti ake i te 40°C he tekau nga wa o te pākahiko e whakamahi ana i te diaphragm arumoni.

I tenei wa kei te whakamatautau te roopu a Chen i nga kaiwhakawehe mo te MOF ki etahi atu hiko. I kii a Chen: "Kua kite matou i nga paanga rite. Ma te whakamahi i tenei MOF hei whakapumau, ka taea te whakauru atu i nga momo ngota ngota electrolyte hei whakapai ake i te haumaru o te pākahiko, tae atu ki nga pākahiko lithium tuku iho me nga electrolytes wariu."