आपकी हेडफोन की बैटरी क्यों नहीं रहती है

ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय अनुसंधान टीम ने इस प्रसिद्ध बैटरी चुनौती को लिया, जिसे एक मोड़ के साथ गिरावट कहा जाता है। वे वास्तविक दुनिया की तकनीक पर अपने काम पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं जो हम में से कई दैनिक उपयोग करते हैं: वायरलेस ईयरबड्स। उन्होंने इन छोटे उपकरणों में पैक की गई सभी तकनीक की जटिलताओं को समझने के लिए एक्स-रे, इन्फ्रारेड और अन्य इमेजिंग तकनीकों को तैनात किया और सीखें कि उनकी बैटरी समय के साथ क्यों रहती है।

“यह मेरे व्यक्तिगत हेडफ़ोन के साथ शुरू हुआ; मैं केवल एक सही पहनता हूं, और मैंने पाया कि दो साल बाद, बाएं ईयरबड में बैटरी लाइफ थी।” मैकेनिकल इंजीनियरिंग, जिन्होंने प्रकाशित नए शोध का नेतृत्व किया उन्नत सामग्री। “तो, हमने इस पर गौर करने का फैसला किया और देखा कि हमें क्या मिल सकता है।”

उन्होंने पाया कि कॉम्पैक्ट डिवाइस में अन्य महत्वपूर्ण घटक, जैसे ब्लूटूथ एंटीना, माइक्रोफोन और सर्किट, बैटरी से टकराए, एक चुनौतीपूर्ण माइक्रोएन्वायरमेंट का निर्माण करते हैं। इस गतिशील ने एक तापमान ढाल का नेतृत्व किया – बैटरी के शीर्ष और निचले भागों में अलग -अलग तापमान – जिसने बैटरी को नुकसान पहुंचाया।

वास्तविक दुनिया के संपर्क में, कई अलग -अलग तापमानों के साथ, हवा की गुणवत्ता और अन्य वाइल्डकार्ड कारकों की डिग्री, भी एक भूमिका निभाती है। बैटरी को अक्सर कठोर वातावरण का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है, लेकिन लगातार पर्यावरणीय परिवर्तन अपने तरीके से चुनौतीपूर्ण होते हैं।

शोधकर्ताओं का कहना है कि ये निष्कर्ष, इस बारे में अधिक सोचने की आवश्यकता का वर्णन करते हैं कि बैटरी फोन, लैपटॉप और वाहनों जैसे वास्तविक दुनिया के उपकरणों में कैसे फिट होती हैं। संभावित रूप से हानिकारक घटकों के साथ बातचीत को कम करने के लिए उन्हें कैसे पैक किया जा सकता है, और उन्हें विभिन्न उपयोगकर्ता व्यवहारों के लिए कैसे समायोजित किया जा सकता है?

इस पेपर के पहले लेखक और लियू की लैब में एक पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता गुआनान कियान ने कहा, “डिवाइसों का उपयोग अलग -अलग रूप से बदल जाता है और बैटरी कैसे व्यवहार करती है और प्रदर्शन करती है।” “वे अलग -अलग तापमानों के संपर्क में हो सकते हैं; एक व्यक्ति के पास दूसरे की तुलना में अलग -अलग चार्जिंग आदतें हैं; और हर इलेक्ट्रिक वाहन के मालिक की अपनी ड्राइविंग शैली होती है। यह सभी मायने रखता है।”

प्रयोगों का संचालन करने के लिए, लियू और उनकी टीम ने यूटी के फायर रिसर्च ग्रुप के साथ मिलकर काम किया, जिसका नेतृत्व मैकेनिकल इंजीनियर ऑफोडाइक ईजेकोय ने किया। उन्होंने यूटी ऑस्टिन और सिग्रे इंक में अपनी प्रयोगशाला एक्स-रे तकनीक के पूरक के लिए ईजेकोय की इन्फ्रारेड इमेजिंग तकनीक का उपयोग किया, लेकिन पूरी तस्वीर पाने के लिए, लियू और उनकी टीम ने ग्रह पर कुछ सबसे शक्तिशाली एक्स-रे सुविधाओं में से कुछ में बदल दिया।

उन्होंने SLAC नेशनल एक्सेलेरेटर लेबोरेटरी के स्टैनफोर्ड सिंक्रोट्रॉन रेडिएशन लाइटसोर्स, ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी के नेशनल सिंक्रोट्रॉन लाइट सोर्स II, आर्गन नेशनल लेबोरेटरी के एडवांस्ड फोटॉन सोर्स, और यूरोपीय सिंक्रोट्रॉन रेडिएशन फैसिलिटी (ESRF) की टीमों के साथ सहयोग किया। ये राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय संस्थान शोधकर्ताओं को विश्व स्तरीय सिंक्रोट्रॉन सुविधाओं तक पहुंच प्रदान करते हैं, जिससे वे वास्तविक जीवन की परिस्थितियों में बैटरी की छिपी हुई गतिशीलता को उजागर करने में सक्षम होते हैं।

“ज्यादातर समय, प्रयोगशाला में, हम या तो प्राचीन और स्थिर स्थितियों या चरम सीमाओं को देख रहे हैं,” ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी के भौतिक विज्ञानी जिओजिंग हुआंग ने कहा। “जैसा कि हम नई प्रकार की बैटरी की खोज और विकसित करते हैं, हमें प्रयोगशाला की स्थिति और वास्तविक दुनिया की अप्रत्याशितता के बीच के अंतर को समझना चाहिए और तदनुसार प्रतिक्रिया करना चाहिए। एक्स-रे इमेजिंग इसके लिए मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है।”

लियू का कहना है कि उनकी टीम वास्तविक दुनिया की स्थितियों में बैटरी के प्रदर्शन की जांच करना जारी रखेगी। यह काम बड़ी कोशिकाओं तक विस्तारित हो सकता है, जैसे कि बैटरी जो हमारे फोन, लैपटॉप और इलेक्ट्रिक वाहनों को बिजली देती हैं।

पूरी टीम में शामिल हैं: मैकेनिकल इंजीनियरिंग के वॉकर विभाग के टियांक्सियाओ सन और एर्टन एम। यायाची; Guibin Zan, Jizhou Li, Dechao Meng, Vivek Thampy, Sang-Jun Lee, Jun-Sik Lee और Piero Pianetta of Slac; Sheraz Gul और Wenbing Yun of Sigray; जिओजिंग हुआंग, हन्फी यान और योंग एस। चू ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी के; जुआनजुआन हुआंग और शेल्ली डी। केली आर्गन नेशनल लेबोरेटरी; ईएसआरएफ के पीटर क्लोएटेंस; और पर्ड्यू विश्वविद्यालय के केजी झाओ।