Úsáidtear cadhnraí ian litiam in-athluchtaithe chun cumhacht a thabhairt do go leor leictreonaice inár saol laethúil, ó ríomhairí glúine agus fóin phóca go gluaisteáin leictreacha. De ghnáth, bíonn na cadhnraí ian litiam atá ar an margadh inniu ag brath ar thuaslagán leachtach, ar a dtugtar leictrilít, i lár na cille.

Nuair a bhíonn an ceallraí ag cumhachtú gléas, bogann iain litiam ón taobh diúltach luchtaithe, nó an anóid, tríd an leictrilít leachtach, go dtí an taobh dearfach luchtaithe, nó an catóid. Nuair a bhíonn an ceallraí á hathluchtú, sreabhann na hiain an treo eile ón gcatóid, tríd an leictrilít, go dtí an anóid.

Tá fadhb mhór sábháilteachta ag baint le cadhnraí ian litiam a bhraitheann ar leictrilítí leachtacha: is féidir leo dul trí thine nuair a dhéantar ró-mhuirearú nó ciorcad gearr a dhéanamh orthu. Rogha eile níos sábháilte seachas leictrilítí leachtacha is ea ceallraí a thógáil a úsáideann leictrilít soladach chun iain litiam a iompar idir an anóid agus an catóid.

Mar sin féin, fuarthas amach i staidéir roimhe seo gur chruthaigh leictrilít soladach fásanna beaga miotalacha, ar a dtugtar deindrídí, a charnfadh ar an anóid agus an ceallraí á luchtú. Déanann na deindrídí seo ciorcad gearr de na cadhnraí ag sruthanna ísle, rud a fhágann nach féidir iad a úsáid.

Tosaíonn fás deindrítí ag lochtanna beaga san leictrilít ag an teorainn idir an leictrilít agus an anóid. D'aimsigh eolaithe san India bealach le déanaí chun fás deindrítí a mhoilliú. Trí shraith mhiotalach tanaí a chur idir an leictrilít agus an anóid, is féidir leo stop a chur le deindrítí ó fhás isteach san anóid.

Roghnaigh na heolaithe staidéar a dhéanamh ar alúmanam agus tungstan mar mhiotail fhéideartha chun an ciseal tanaí miotalach seo a thógáil. Tá sé seo amhlaidh toisc nach meascann ná nach gcóimhiotalaíonn alúmanam ná tungstan le litiam. Chreid na heolaithe go laghdódh sé seo an dóchúlacht go bhfoirmeoidh lochtanna sa litiam. Dá ndéanfadh an miotal a roghnaíodh cóimhiotal le litiam, d'fhéadfadh méideanna beaga litiam bogadh isteach sa chiseal miotail le himeacht ama. D'fhágfadh sé seo cineál locht ar a dtugtar folús sa litiam inar féidir deindrít a fhoirmiú ansin.

Chun éifeachtacht an tsraith mhiotalach a thástáil, cuireadh trí chineál ceallraí le chéile: ceann amháin le sraith tanaí alúmanaim idir anóid litiam agus an leictrilít soladach, ceann amháin le sraith tanaí tungstain, agus ceann amháin gan aon tsraith mhiotalach.

Sula ndearnadh tástáil ar na cadhnraí, bhain na heolaithe úsáid as micreascóp ardchumhachta, ar a dtugtar micreascóp leictreon scanála, chun breathnú go géar ar an teorainn idir an anóid agus an leictrilít. Chonaic siad bearnaí agus poill bheaga sa sampla gan aon chiseal miotalach, ag tabhairt faoi deara gur dócha gur áiteanna iad na lochtanna seo a d’fhásfadh deindrídí. Bhí cuma réidh agus leanúnach ar an dá chadhnra le sraitheanna alúmanaim agus tungstain.

Sa chéad turgnamh, cuireadh sruth leictreach tairiseach trí gach ceallraí ar feadh 24 uair an chloig. Rinne an ceallraí gan aon chiseal miotalach ciorcad gearr agus theip uirthi laistigh den chéad 9 n-uaire an chloig, is dócha mar gheall ar fhás deindrít. Níor theip ar cheallraí le halúmanam ná tungstan sa chéad turgnamh seo.

Chun a fháil amach cé acu ciseal miotail ab fhearr chun fás deindrít a stopadh, rinneadh turgnamh eile ar na samplaí ciseal alúmanaim agus tungstain amháin. Sa turgnamh seo, rinneadh timthriallú ar na cadhnraí trí dhlúis reatha mhéadaitheacha, ag tosú ag an sruth a úsáideadh sa turgnamh roimhe seo agus ag méadú beagán ag gach céim.

Creidtear gurbh é an dlús reatha ag a ndeachaigh an ceallraí i gciorcad gearr an dlús reatha criticiúil le haghaidh fás deindrít. Theip ar an gceallraí le sraith alúmanaim ag trí huaire an srutha tosaigh, agus theip ar an gceallraí le sraith tungstain ag breis agus cúig huaire an srutha tosaigh. Léiríonn an turgnamh seo gur fheidhmigh tungstain níos fearr ná alúmanam.

Arís, d'úsáid na heolaithe micreascóp leictreon scanadh chun an teorainn idir anóid agus leictrilít a iniúchadh. Chonaic siad gur thosaigh folúntais ag foirmiú sa chiseal miotail ag dhá thrian de na dlúis reatha criticiúla a tomhaiseadh sa turgnamh roimhe seo. Mar sin féin, ní raibh folúntais i láthair ag aon trian den dlús reatha criticiúil. Dheimhnigh sé seo go leanann foirmiú folúntais fás deindrít.

Ansin, rinne na heolaithe ríomhanna ríomhaireachtúla chun tuiscint a fháil ar an gcaoi a n-idirghníomhaíonn litiam leis na miotail seo, ag baint úsáide as an méid atá ar eolas againn faoi mar a fhreagraíonn tungstain agus alúmanam d’athruithe fuinnimh agus teochta. Léirigh siad go bhfuil dóchúlacht níos airde ann go bhforbróidh sraitheanna alúmanaim folúntais agus iad ag idirghníomhú le litiam. Trí na ríomhanna seo a úsáid, bheadh ​​sé níos éasca cineál eile miotail a roghnú le tástáil amach anseo.

Léirigh an staidéar seo go bhfuil cadhnraí leictrilít sholadaigh níos iontaofa nuair a chuirtear ciseal tanaí miotalach idir an leictrilít agus anóid. Léirigh na heolaithe freisin go bhféadfadh roghnú miotal amháin thar cheann eile, tungstain sa chás seo in ionad alúmanaim, cadhnraí a dhéanamh níos faide fós. Trí fheabhas a chur ar fheidhmíocht na gcineálacha seo cadhnraí, beidh siad céim níos gaire do na cadhnraí leictrilít leachtacha an-inadhainte atá ar an margadh inniu a athsholáthar.