جھلی/پروٹون جھلی کی تیاری کا طریقہ کار شیئرنگ!

ایندھن کے خلیاتاور سب-وینڈیم فلو بیٹریاںاہم توانائی کا ذخیرہ اور تبادلوں کی ٹیکنالوجیز ہیں جو مختلف قسم کے شعبوں میں وسیع پیمانے پر استعمال کی جاسکتی ہیں ، جیسے قابل تجدید توانائی اسٹوریج اور بجلی کی گاڑیاں۔ جھلی مادے ان بیٹریوں کی کارکردگی میں کلیدی کردار ادا کرتے ہیں کیونکہ ان میں الیکٹروائلیٹ کے دونوں سروں پر الیکٹران کے دخول کو روکنے کے دوران اعلی آئنک چالکتا اور اچھی میکانکی استحکام ہونا ضروری ہے۔

جھلی کے مواد کو مندرجہ ذیل زمرے میں تقریبا dived تقسیم کیا جاسکتا ہے:

1. پرفلووروسلفونک ایسڈ جھلیوں (جیسے نفین): ان مواد میں عام طور پر بہترین کیمیائی استحکام اور عمدہ چالکتا ہوتا ہے ، لیکن زیادہ مہنگے ہوتے ہیں۔

2. غیر فلورینیٹڈ جھلیوں (جیسے سلفونیٹڈ پولیٹیریٹرکیٹون ، اسپیک): یہ نسبتا low کم اخراجات کے ساتھ ماحول دوست دوستانہ اختیارات ہیں ، لیکن کارکردگی میں پرفلووروسلفونک ایسڈ جھلیوں سے قدرے کمتر ہوسکتے ہیں۔

3. غیر محفوظ جھلیوں (جیسے پورس پولی وینالیڈین فلورائڈ ، پی وی ڈی ایف): ان کے پاس ایک مخصوص تاکنا ڈھانچہ ہے جو الیکٹرویلیٹس اور آئن ایکسچینج کے بہاؤ کو مؤثر طریقے سے سپورٹ کرسکتا ہے۔

4. پانی کے علاج کی جھلیوں (بنیادی طور پر پولیولیفن مواد): اگرچہ وہ بنیادی طور پر پانی کے علاج کے لئے استعمال ہوتے ہیں ، لیکن وہ مخصوص بیٹری ٹکنالوجیوں میں بھی ایپلی کیشنز تلاش کرسکتے ہیں ، جیسے آئن ایکسچینج کی مخصوص قسم کی حمایت کرنا۔

تصویری ماخذ: پولیمر انرجی اسٹوریج

ہر مواد کی تیاری کے طریقے اور طریقہ کار مختلف ہیں ، جو لیبارٹری کی تیاری اور بڑے پیمانے پر پیداوار میں ان کے اطلاق کو متاثر کرتے ہیں۔ آج ، ہم ڈایافرامز/ کی تیاری کے طریقوں کو شیئر کریں گےپروٹون جھلی.

ڈایافرام کے مینوفیکچرنگ کے عمل بنیادی طور پر مندرجہ ذیل ہیں:

1. ہم آہنگی کی جھلی (یکساں جھلی)

1.1 گھنے جھلی کی تیاری کا طریقہ

حل معدنیات سے متعلق طریقہ:

یہ طریقہ عام طور پر لیبارٹریوں میں استعمال ہوتا ہے۔ خاص طور پر ، پولیمر کو ایک خاص بڑے پیمانے پر جزو کے ساتھ پولیمر حل میں تشکیل دیا گیا ہے ، اور حرارتی ، ہلچل اور ڈیگاسنگ کے بعد ، یہ ایک سڑنا میں ڈال دیا جاتا ہے۔ جب پولیمر حل آہستہ آہستہ مستحکم ہوتا ہے تو ، ایک پروٹون جھلی تشکیل دی جاتی ہے۔ سڑنا کو پولیمر اور سالوینٹ کے انتخاب کے مطابق منتخب کیا جاسکتا ہے ، جیسے شیشے کی پلیٹیں ، سٹینلیس سٹیل پلیٹیں ، ثقافت کے پکوان ، وغیرہ۔ (جیسا کہ نیچے دیئے گئے اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے)۔

مثال کے طور پر ، عام پرفلوورینیٹڈ سیریز کی تیاری میںپروٹون ایکسچینج جھلیوں، پرفلوورینیٹڈ سلفونک ایسڈ رال عام طور پر ایک اعلی ابلتے ہوئے نقطہ سالوینٹ (یا پانی کے الکحل کا نظام استعمال کیا جاتا ہے) میں تحلیل ہوتا ہے ، اور نسبتا یکساں معدنیات سے متعلق مائع تیز رفتار سنٹرفیوگریشن یا مائکروویو آسکیلیشن ڈیگاسنگ کے ذریعہ حاصل کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد معدنیات سے متعلق مائع فلیٹ گلاس پلیٹ یا سٹینلیس سٹیل پلیٹ پر ڈالا جاتا ہے (اگر یہ پانی الکحل کا نظام ہے تو ، اسے آہستہ آہستہ کم درجہ حرارت پر پکانے کی ضرورت ہے اور پھر اعلی درجہ حرارت پر انیلیڈ کیا جاتا ہے)۔ اس کے بعد ایک خاص کھرچنی کو کسی خاص موٹائی کے ساتھ یکساں کوٹنگ میں پھیلانے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے ، جیسا کہ نیچے دیئے گئے اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے (موٹائی میں ایڈجسٹمنٹ کھرچنے کی قسم پر منحصر ہے اور اسے تجربے کے مطابق ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ اگر یہ ایک واضح طور پر ایڈجسٹ کھرچنی ہے تو ، اس کو مکمل طور پر ماحولیاتی مائع کے ٹھوس مواد اور پروٹون جھلی کے وزن سے اندازہ لگایا جاسکتا ہے کہ پروٹون جھلی کے مخصوص مواد سے مخصوص ہے اور پروٹون جھلی کے وزن سے متعلق حل کے تحفظ کے قانون کے مطابق اس کا حساب کتاب کیا جاسکتا ہے۔ بخارات ، اور آخر کار ایک یکساں فلم تشکیل دی گئی ہے۔

پگھل فلم کی تشکیل کا طریقہ (پگھل اخراج):

پولیمر پگھلنے والے مقام کے اوپر گرم کیا جاتا ہے ، پگھل جاتا ہے ، اور پھر کسی خاص مولڈ یا ایکسٹروڈر ڈائی کے ذریعے کسی فلم میں تشکیل دیا جاتا ہے۔ اس طریقہ کار کے فوائد آسان سامان اور آسان آپریشن ہیں ، لیکن فلم کی موٹائی اور یکسانیت پر قابو پانا آسان نہیں ہے۔ اس کے علاوہ ، لیبارٹری مرحلے میں استعمال ہونے والے پولیمر کی مقدار نسبتا large بڑی ہوتی ہے ، اور یہ طریقہ اکثر انجینئرنگ پروردن میں استعمال ہوتا ہے۔ عام طور پر ، یہ طریقہ استعمال کیا جاتا ہے جب نامیاتی پولیمر معدنیات سے متعلق حل تیار کرنے کے لئے مناسب سالوینٹ سے مماثل نہیں ہوسکتے ہیں۔

1.2 مائکروپورس جھلی کی تیاری کا طریقہ (توازن کی جھلی)

کھینچنے کا طریقہ:

جب پولیمر نیم کرسٹل لائن میں ہوتا ہے تو ، اس کے اندر کرسٹل لائن اور امورفوس خطے ہوتے ہیں ، اور دونوں خطوں کی مکینیکل خصوصیات مختلف ہوتی ہیں۔ جب پولیمر کو ٹینسائل فورس کا نشانہ بنایا جاتا ہے تو ، امورفوس خطے کو بڑھاوا دیا جاتا ہے ، جس کے نتیجے میں مقامی فریکچر مائکروپورس تشکیل دیتا ہے ، اور کرسٹل لائن خطے کو مائکروپورس خطے کے کنکال کے طور پر محفوظ کیا جاتا ہے تاکہ ایک پھیلی ہوئی نیم کرسٹل لائن جھلی کی تشکیل کی جاسکے۔

کلیدی نکات: 1۔ نیم کرسٹل لائن پولیمر کی تشکیل کھینچنے کے طریقہ کار کی کلید ہے۔ 2. کھینچنے والی ایک سے زیادہ اور کھینچنے کی رفتار پیرامیٹرز بنانے کی کلید ہے جیسے ٹارگٹ مائکرو پور سائز اور پوروسٹی۔

مراحل کو تقریبا poly پولیمر پگھل اخراج میں تقسیم کیا گیا ہے res اخراج کی سمت کے ساتھ متوازی مائکرو کرسٹل تشکیل دینا → حرارت کا علاج → سرد کھینچنے والا تاکنا → حرارت کی ترتیب۔ یہ طریقہ زیادہ تر جھلیوں کے مواد جیسے پولی تھیلین اور پولی ٹیٹرا فلورویتھیلین کے لئے استعمال ہوتا ہے۔

جوہری ٹریک اینچنگ کا طریقہ: 

پولیمر فلم کو عمودی سمت میں آاسوٹوپ فیوژن کے ٹکڑوں یا بھاری ذرہ ایکسلریٹرز کے ذریعہ خارج ہونے والے چارجوں کے ذریعہ بمباری کی جاتی ہے ، اور پولیمر انووں کی لمبی زنجیریں ٹوٹ جاتی ہیں۔ فریکچر پر تشکیل پانے والی انتہائی فعال کیمیائی رد عمل کی صلاحیت کی وجہ سے ، اسے کیمیائی اینچنگ ایجنٹوں کے ذریعہ ترجیحی طور پر تحلیل کیا جاسکتا ہے تاکہ سوراخوں کی تشکیل کی جاسکے۔ جھلی کے چھیدوں کا سائز کٹاؤ کی ڈگری کے ذریعہ کنٹرول کیا جاتا ہے۔ sintering کا طریقہ: پاؤڈرڈ پولیمر یا دھات کے پاؤڈر کو یکساں طور پر گرم کریں ، درجہ حرارت اور دباؤ کو کنٹرول کریں ، تاکہ پاؤڈر کے ذرات کے مابین کچھ سوراخ ہوں ، صرف پاؤڈر کے ذرات کی سطح کو پگھلیں لیکن مکمل طور پر تحلیل نہیں ہوں ، تاکہ وہ ایک دوسرے سے بانڈ کریں تاکہ ایک غیر محفوظ پتلی پرت یا نلی نما ڈھانچے کی تشکیل کی جاسکے۔ جھلی کے تاکنا کے سائز کو اصل پاؤڈر کے ذرہ سائز اور sintering درجہ حرارت سے کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔ یہ طریقہ زیادہ تر دھات کے پاؤڈر جیسے جھلی کے مواد کے لئے استعمال ہوتا ہے۔

تحلیل کا طریقہ ، جسے حل مرحلے سے علیحدگی کا طریقہ بھی کہا جاتا ہے:

اس سے عام طور پر جھلی پولیمر میں کچھ گھلنشیل پولیمر یا دیگر گھلنشیل ٹھوس اضافوں کو ملا دینا ہوتا ہے۔ جھلی کی تشکیل کے بعد ، جھلی کے جسم کو پانی کے غسل میں رکھا جاتا ہے یا کچھ ناقص سالوینٹس کو مخلوط مادوں کو چھید بنانے کے ل leach لیک کیا جاتا ہے۔ عام "پورسینز" میں پی ای جی ، الکوحل ، ایسٹرز وغیرہ شامل ہیں ، جیسا کہ ذیل کے اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔

2. غیر متناسب جھلیوں کی تیاری

2.1 مرحلہ الٹا طریقہ

مرحلے کے الٹا طریقہ وہ عمل ہے جس میں پولیمر حل سے ٹھوس مائع ریاست سے دو مائع ریاستوں (جسے مائع مائع مرحلے کی علیحدگی بھی کہا جاتا ہے) میں تبدیل ہوجاتا ہے ، جو پولیمر مرتکز مرحلے اور ایک پتلا مرحلے کی تشکیل کو متحرک کرتا ہے۔ مرتکز مرحلہ بالآخر جھلی کے جسم کی تشکیل کرتا ہے ، اور پتلا مرحلہ تاکنا میں تبدیل ہوجاتا ہے۔ یہ طریقہ زیادہ تر پانی کے علاج کے میدان میں استعمال ہوتا ہے۔

حالیہ برسوں میں ، مائع بہاؤ کی بیٹریوں کے میدان میں "تاکنا سائز کی اسکریننگ" کے اصول کو متعارف کرانے کے ساتھ ، جھانگ ہوامن کی ٹیم کی زیادہ تر غیر محفوظ جھلی سیریز اور ڈیلیان انسٹی ٹیوٹ آف کیمیکل فزکس کے لی ژیانفینگ مرحلے کے الٹ کے طریقہ کار کو استعمال کرتے ہوئے تیار کیا جاتا ہے۔ اس کی جھلی کی تشکیل کے طریقہ کار میں مخصوص شرائط کے تحت معدنیات سے متعلق مائع (پولیمر حل اور سالوینٹ پر مشتمل) کی تبدیلی کے عمل کو شامل کیا جاتا ہے ، اور آخر کار مخصوص ڈھانچے اور کارکردگی کے ساتھ پولیمر علیحدگی کی جھلی تشکیل دیتی ہے۔ اس عمل میں بنیادی طور پر دو مراحل شامل ہیں: مرحلے کی علیحدگی کا عمل اور مرحلے کے الٹا عمل۔

مرحلے سے علیحدگی کا عمل:

جب معدنیات سے متعلق مائع جیل غسل میں ڈوب جاتا ہے تو ، مائع جھلی/جیل غسل انٹرفیس کے ذریعہ سالوینٹ اور غیر سالوینٹ ایک دوسرے میں پھیلا ہوا ہے۔ اس مرحلے پر ، جب سالوینٹ اور غیر سالوینٹ کے مابین تبادلہ کسی خاص سطح پر پہنچ جاتا ہے تو ، معدنیات سے متعلق مائع تھرموڈینیامک طور پر غیر مستحکم نظام بن جاتا ہے ، لہذا مرحلے کی علیحدگی ہوتی ہے۔ یہ قدم جھلی کے تاکنا ساخت کا تعین کرنے کی کلید ہے۔ اس تحقیق میں بنیادی طور پر کاسٹنگ مائع نظام کے تھرموڈینامک خصوصیات اور بڑے پیمانے پر ٹرانسفر کینیٹکس پر توجہ دی گئی ہے۔

مرحلے میں تبدیلی کا عمل:

مرحلے کی علیحدگی کے بعد ، سالوینٹ اور غیر سالوینٹس کا مزید تبادلہ ہوتا ہے ، اور جھلیوں کے چھیدوں ، انٹرفیس کے بہاؤ اور ایک جھلی میں پولیمر سے بھرپور مرحلے کی استحکام کی سنجیدگی واقع ہوتی ہے۔ اس مرحلے کا بیس جھلی کی ساختی شکل پر بہت زیادہ اثر ہے۔ تحقیق بنیادی طور پر مرحلے کی علیحدگی سے کاسٹنگ مائع مرحلے کی تبدیلی میں مرحلے کی تبدیلی کے دوران ساختی کنٹرول (جیل کائنےٹک عمل) پر مرکوز ہے۔ مرحلے کی تبدیلی کا طریقہ کار کے آس پاس کے ماحول کے ساتھ سالوینٹ اور غیر حلوینٹ ماس ٹرانسفر کا تبادلہ کرنے کے لئے معدنیات سے متعلق مائع کا استعمال کرتا ہے۔ اصل مستحکم ریاست کا حل غیر مستحکم ہوجاتا ہے اور مائع مائع مرحلے میں دو مراحل میں تبدیلی پیدا کرتا ہے: پولیمر سے مالا مال مرحلہ جو آخر کار جھلی اور پولیمر غریب مرحلے کی تشکیل کرتا ہے جو سوراخوں کی تشکیل کرتا ہے ، اور آخر کار جھلی کے ڈھانچے کو تشکیل دینے کے لئے مستحکم ہوتا ہے۔ یہ طریقہ کار چلانے کے لئے آسان ہے اور اسے مختلف شکلوں کی جھلیوں کو تیار کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے ، لہذا یہ سب سے زیادہ عام طور پر استعمال ہونے والی جھلی بنانے کا عمل بن گیا ہے۔ مرحلے میں تبدیلی کی جھلی کی خصوصیات یہ ہیں کہ جلد کی پرت اور سپورٹ پرت ایک ہی مواد سے بنی ہوتی ہے ، اور جلد کی پرت اور سپورٹ پرت بیک وقت تیار اور تشکیل دی جاتی ہے۔

اس کے علاوہ ، جھلی بنانے کے حالات جیسے جھلیوں کی تشکیل کرنے والے مائع کی قسم ، حراستی ، ویسکاسیٹی ، سیلولوز جھلیوں کی ساخت اور خصوصیات پر کوگولیشن غسل کی حراستی اور درجہ حرارت کی گہرائی میں بھی مطالعہ کیا گیا ہے۔ یہ شرائط بازی کی شرح کو متاثر کرکے جھلی کی ساخت اور کارکردگی کا تعین کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، جب پولیمر حل آہستہ آہستہ تیز ہوجاتا ہے تو ، اسپنج نما ڈھانچہ (آر او جھلی) حاصل کیا جاتا ہے ، اور جب جیل جلدی سے تشکیل پاتا ہے تو ، انگلی کی طرح کا ڈھانچہ (UF جھلی) حاصل کیا جاتا ہے ، جیسا کہ ذیل کے اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔

2.2 تھرمل حوصلہ افزائی مرحلے سے علیحدگی کا طریقہ:

پولیمر دوسرے سالوینٹس کے ساتھ ملا ہوا ہے اور پولیمر کے پگھلنے والے مقام کے اوپر گرم کیا جاتا ہے تاکہ پولیمر پگھل جائے اور دوسرے سالوینٹس سے الگ ہو۔ اس کے بعد پولیمر کو ٹھوس جھلی بنانے کے لئے ٹھنڈا کیا جاتا ہے۔ یہ طریقہ اعلی یکسانیت کے ساتھ نسبتا thin پتلی جھلی پیدا کرسکتا ہے۔

2.3 کیمیائی کراس سے منسلک طریقہ کار:

پولیمر حل کو کراس سے منسلک ایجنٹ کے ساتھ ملایا جاتا ہے ، اور کراس سے منسلک رد عمل کو حرارتی یا اتپریرک کے ذریعہ حوصلہ افزائی کی جاتی ہے تاکہ پانی میں گھلنشیل کراس سے منسلک پولیمر جھلی کی تشکیل کی جاسکے۔ اس طریقہ کار سے حاصل کی جانے والی جھلی میں اچھی کارکردگی ہے ، لیکن کراس سے منسلک ایجنٹ کی قسم اور حراستی جھلی کی کارکردگی پر بہت زیادہ اثر ڈالتی ہے۔ مذکورہ بالا پروٹون ایکسچینج جھلیوں کے لئے مینوفیکچرنگ کے متعدد عمل ہیں۔ مختلف عمل مختلف پولیمر اور استعمال کے ل suitable موزوں ہیں۔ اصل پیداوار میں ، مخصوص ضروریات کے مطابق ڈایافرام تیار کرنے کے لئے مناسب عمل کا انتخاب کیا جانا چاہئے۔

فلو بیٹری ایک ریچارج ایبل بیٹری ہے جو مائع الیکٹرولائٹس کے بہاؤ کے ذریعے برقی توانائی کو محفوظ کرتی ہے۔ روایتی ٹھوس ریاست کی بیٹریاں (جیسے لتیم آئن بیٹریاں) کے برعکس ، بہاؤ کی بیٹریوں کے توانائی کے ذخیرہ کرنے والے اجزاء (الیکٹرولائٹس) الگ ہوجاتے ہیں اور عام طور پر بیرونی کنٹینرز میں ذخیرہ ہوتے ہیں ، چارجنگ اور خارج ہونے کے دوران بیٹری کے خلیوں کے ذریعے گردش کرتے ہیں۔ فلو بیٹریاں ایک بیٹری ٹکنالوجی ہیں جس میں مائع الیکٹرولائٹس میں فعال مادے موجود ہیں۔ الیکٹرولائٹ بیٹری کے اسٹیک سے باہر ہے اور بجلی کی توانائی میں کیمیائی توانائی کو تبدیل کرنے کے لئے گردش پمپ کی تشہیر کے تحت بیٹری اسٹیک سے بہتا ہے۔ دنیا میں بہاؤ کی بیٹریوں کے لئے چار اہم تکنیکی راستے ہیں: آل وینڈیم بہاؤ کی بیٹریاں ، زنک-برومین بیٹریاں ، آئرن کرومیم بیٹریاں ، اور سوڈیم پولی سلفائڈ-برومائن بیٹریاں۔ ان میں ، موجودہ صنعتی چین کی تعمیر اور آل وینڈیم کے بہاؤ کی بیٹریاں کی تکنیکی پختگی نسبتا high زیادہ ہے۔ آل وینڈیم فلو بیٹری سسٹم میں پاور یونٹ (بیٹری اسٹیک) ، ایک انرجی یونٹ (الیکٹرولائٹ اور الیکٹرویلیٹ اسٹوریج ٹینک) ، ایک الیکٹرویلیٹ ڈلیوری یونٹ (پائپ لائنز ، والوز ، پمپ ، سینسر اور دیگر معاون اجزاء) اور بیٹری مینجمنٹ سسٹم شامل ہیں۔ ان میں ، بیٹری اسٹیک آئن ایکسچینج جھلیوں ، الیکٹروڈ ، بائپولر پلیٹوں ، الیکٹروڈ فریموں ، مہروں اور دیگر مواد پر مشتمل ہے۔ فلو بیٹری پروڈکشن لائن میں (بائپولر پلیٹیں ، جھلی کاٹنے ، کاربن فیلٹ کاٹنے ، بیٹری اسٹیک اسمبلی) شامل ہیں ، وغیرہ شامل ہیں۔