सेंटर फॉर ऑटोमोटिव एनर्जी मटेरियल्‍स (सीएईएम)

सिंहावलोकन

लिथियम आयन बैटरी के लिए इलेक्ट्रोड सामग्री पर समान कार्बन कोटिंग लिथियम आयन कोशिकाओं की चक्रीय स्थिरता को बढ़ाने के लिए एक प्रभावी तरीका है। कार्बन अग्रदूत स्तंभित धातु हाइड्रॉक्साइड्स की ठोस अवस्था अभिक्रिया की एक नई तकनीक द्वारा, जिसमें ऑक्साइड इलेक्ट्रोड पर समान कार्बन कोटिंग होती है जैसे LiNi1-x-yCoxMnyO2, LiMn2-xN1-xO4, LiNi1-x-yCoxAlyO2, NaNi1-x-yCoxMnyO2, Li2MnO3: LiNi1-x-yCoxMnyO2। लिथियम आयन बैटरी के लिए नंगे पदार्थों की तुलना में समान कार्बन लेपित कैथोड सामग्री की एक बेहतर चक्रीय स्थिरता का प्रदर्शन किया जाता है

मुख्य विशेषताएं

• वायु परिवेश संश्लेषण
• एकल चरण एक समान कार्बन काओटिंग
• स्केलेबल विनिर्माण प्रक्रिया  
• ली/ना आयन बैटरी के लिए सभी ऑक्साइड सक्रिय सामग्री के लिए आसानी से विस्तार योग्य

संभावित अनुप्रयोग

• लिथियम आयन बैटरी
• सोडियम आयन बैटरी

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (IPDI)

• प्रदर्शन और स्थिरता प्रयोगशाला पैमाने पर मान्य हैं
• स्केल-अप संश्लेषण चल रहा है

TEM माइक्रोग्राफ LiNi1-x-yCoxMnyO2 पर समान कार्बन कोटिंग को दर्शाता है

अनकोटेड LiNi1-x-yCoxMnyO2 के संबंध में कार्बन लेपित LiNi1-x-yCoxMnyO2 की चक्रीय स्थिरता

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• प्रमुख प्रकाशन
• धातु हाइड्रॉक्साइड इंटरलेयर में फंसे स्तंभित एथिलीन ग्लाइकोल का उपयोग करके लीनी1/3सीओ1/3एमएन1/3ओ2 का इन-सीटू कार्बन एनकैप्सुलेशन एस वासु, एम. बी सहाना, सी सुदाकर, आर गोपालन, जी सुंदरराजन इलेक्ट्रोकिमिका एक्टा 251, 363-377

सिंहावलोकन

एयर कंडीशनर और प्रशीतन वैश्विक ऊर्जा खपत में एक बड़ा योगदान देते हैं। पारंपरिक रेफ्रिजरेटर ऊर्जा की खपत वाष्प-संपीड़न तकनीक पर काम करते हैं और वे हाइड्रोफ्लोरोकार्बन का उत्पादन करते हैं जो ग्रीनहाउस गैसें हैं जो वायुमंडल में भागने पर वैश्विक जलवायु परिवर्तन में योगदान करती हैं। इस प्रकार, ऊर्जा-कुशल तकनीक विकसित करने के लिए एक मजबूत जोर है। चुंबकीय प्रशीतन एक पर्यावरण के अनुकूल तकनीक है जो चुंबकीय सामग्री के तापमान (यानी मैग्नेटोकैलोरिक प्रभाव - एमसीई) को बदलने के लिए चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करती है और ठोस सामग्री को रेफ्रिजरेंट के रूप में सेवा करने की अनुमति देती है। यह तकनीक ऊर्जा कुशल, पर्यावरण के अनुकूल है और कम कंपन और शोर पैदा करती है। इस प्रकार, समय की मांग उपयुक्त मैग्नेटोकैलोरिक सामग्री खोजने की है जो लागत प्रभावी हैं और कम से कमरे के तापमान तक एक विस्तृत तापमान सीमा में फैले बड़े एमसीई का प्रदर्शन करते हैं। हमारे शोध का उद्देश्य सक्रिय चुंबकीय प्रशीतन अनुप्रयोगों के लिए मैग्नेटोकैलोरिक सामग्री विकसित करना है।

एयर कंडीशनर और प्रशीतन वैश्विक ऊर्जा खपत में एक बड़ा योगदान देते हैं। पारंपरिक रेफ्रिजरेटर ऊर्जा की खपत वाष्प-संपीड़न तकनीक पर काम करते हैं और वे हाइड्रोफ्लोरोकार्बन का उत्पादन करते हैं जो ग्रीनहाउस गैसें हैं जो वायुमंडल में भागने पर वैश्विक जलवायु परिवर्तन में योगदान करती हैं। इस प्रकार, ऊर्जा-कुशल तकनीक विकसित करने के लिए एक मजबूत जोर है। चुंबकीय प्रशीतन एक पर्यावरण के अनुकूल तकनीक है जो चुंबकीय सामग्री के तापमान (यानी मैग्नेटोकैलोरिक प्रभाव - एमसीई) को बदलने के लिए चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करती है और ठोस सामग्री को रेफ्रिजरेंट के रूप में सेवा करने की अनुमति देती है। यह तकनीक ऊर्जा कुशल, पर्यावरण के अनुकूल है और कम कंपन और शोर पैदा करती है। इस प्रकार, समय की मांग उपयुक्त मैग्नेटोकैलोरिक सामग्री खोजने की है जो लागत प्रभावी हैं और कम से कमरे के तापमान तक एक विस्तृत तापमान सीमा में फैले बड़े एमसीई का प्रदर्शन करते हैं। हमारे शोध का उद्देश्य सक्रिय चुंबकीय प्रशीतन अनुप्रयोगों के लिए मैग्नेटोकैलोरिक सामग्री विकसित करना है।

• ऊर्जा कुशल प्रशीतन के लिए मैग्नेटोकैलोरिक प्रभाव के साथ उन्नत सामग्री विकसित करना।
• चुंबकीय प्रशीतन के लिए दुर्लभ-पृथ्वी मुक्त, आर्थिक नी-एमएन आधारित हेसलर मिश्र धातु, एमएन-आधारित मिश्र धातु, प्रथम-क्रम संक्रमण का प्रदर्शन करने वाले खोजे जा रहे हैं
• नी-एमएन आधारित हेसलर मिश्र धातुओं में 17 J/kg-K और Mn-Fe-P-Si मिश्र धातु (सामान्य चुंबकीय एन्ट्रॉपी) में 19 J/kg-K की एक विशाल व्युत्क्रम चुंबकीय एन्ट्रॉपी 3 T चुंबकीय क्षेत्र पर परिवेश के तापमान के पास प्राप्त की जाती है

संभावित अनुप्रयोग

• घरेलू रेफ्रिजरेटर
• एयर कंडीशनिंग (हॉल, ऑटोमोबाइल आदि)
• खाद्य संरक्षण

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (IPDI)

• संश्लेषित एकल चरण और विवेकपूर्ण Ni-Mn आधारित और Mn आधारित मैग्नेटोकैलोरिक सामग्री, जो परिवेश के तापमान पर मैग्नेटोकैलोरिक प्रभाव प्रदर्शित करती है।
• मैग्नेटोकैलोरिक सामग्री का उन्नयन चल रहा है
• चुंबकीय प्रशीतन प्रदर्शित करने के लिए प्रोटोटाइप का विकास प्रगति पर है।

नी-एमएन-एसएन हेसलर मिश्र धातु बी के साथ मिश्रित

एमएन-फे-पी-सी मिश्र धातु

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• एस. कविता, वी. वी. रामकृष्ण, पूनम यादव, श्रावणी केथावथ, एन. पी. लल्ला, टीजू थॉमस और आर. गोपालन, जे. अलॉयज एंड कॉम्प.

सिंहावलोकन

LiNi1-x-yMnxCoyO2 और LiNi1-x-yCoxAlyO2 जैसी स्तरित संरचनाओं का उपयोग वर्तमान में उच्च ऊर्जा अनुप्रयोगों के लिए LIB में कैथोड सामग्री के रूप में किया जाता है। हालांकि, स्वीकार्य चक्रीय स्थिरता के साथ प्राप्त करने योग्य चार्जिंग वोल्टेज (150.200 वी) में सीमा के कारण इन सामग्रियों की व्यावहारिक प्राप्त करने योग्य क्षमता 4-2 एमएएच / जी तक सीमित है। यदि LiNi4-x-yCoxAlyO2 में ओवर-चार्ज (1.2 V से ऊपर) प्रेरित सतह क्षरण को रोका जा सकता है, तो 230 से 250 mAh / g तक उच्च प्रतिवर्ती क्षमता प्राप्त करना संभव है। सतह से प्रेरित गिरावट को कम करने के लिए सतह संशोधित LiNi1-x-yCoxAlyO2 (LNCA) में देखा जाता है

मुख्य विशेषताएं

• स्केलेबल संश्लेषण विधि
• उच्च विशिष्ट क्षमता

उच्च विशिष्ट क्षमता

• लिथियम आयन बैटरी

फंडिंग एजेंसी: डीएसटी

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (IPDI)

सतह संशोधित LNCA का SEM

प्राचीन और सतह संशोधित LNCA की चक्रीय स्थिरता

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• एच0 ↔ एच8 चरण संक्रमण की अपरिवर्तनीयता को कम करने के साथ लीनी0.135 सीओ 0.065एएल2.2ओ3 के लिए एक संरचनाबद्ध रूप से वर्गीकृत अग्रदूत के एकल-चरण यी सह-प्रसार में एकाग्रता प्रवणता-संचालित एल्यूमीनियम प्रसार, शशिकला नटराजन, सहाना बी. मूडाकरे, प्रताप हरिदोस और राघवन गोपालन, एसीएस एप्पल मेटर। इंटरफेस 2020, 12, 31, 34959-34970

सिंहावलोकन

सोडियम आयन बैटरी (एसआईबी) को बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों के लिए लिथियम आयन बैटरी (एलआईबी) के संभावित विकल्प के रूप में माना जाता है, जैसे कि सोडियम की प्रचुरता, उच्च विशिष्ट ऊर्जा और कम लागत के कारण ग्रिड ऊर्जा भंडारण और इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) अनुप्रयोग। हालांकि, एलआईबी के समान विशिष्ट ऊर्जा प्राप्त करने के लिए उपयुक्त इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट्स खोजने के लिए बहुत सारे शोध प्रयासों की आवश्यकता है। इसलिए, विभिन्न इलेक्ट्रोड सामग्रियों को उनके आशाजनक विद्युत रासायनिक प्रदर्शन के आधार पर चुना जाता है। लंबे चक्र जीवन और स्तरित सोडियम संक्रमण धातु ऑक्साइड के साथ पॉलीएनियोनिक यौगिकों में कैथोड के रूप में उच्च विशिष्ट क्षमता होती है; जबकि कम सोडियम सम्मिलन क्षमता और एनोड के रूप में उच्च विशिष्ट क्षमता वाले हार्ड कार्बन और सोडियम टाइटेनेट को नए रासायनिक दृष्टिकोणों का उपयोग करके तैयार किया गया है और स्वदेशी रूप से विकसित गैर-जलीय आधारित इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करके उनके विद्युत रासायनिक प्रदर्शन की जांच की गई है। पूर्ण कोशिकाओं (पाउच-प्रकार) को कैथोड के रूप में पॉलीएनियोनिक यौगिक (यहां, सोडियम वैनेडियम फॉस्फेट) और एनोड के रूप में हार्ड कार्बन का उपयोग करके बनाया गया है और इलेक्ट्रोकेमिकल अध्ययन प्रगति पर हैं।

मुख्य विशेषताएं

• उच्च विशिष्ट ऊर्जा और बिजली घनत्व, अच्छी दर क्षमता, उत्कृष्ट चक्र जीवन, उच्च थर्मल स्थिरता और सुरक्षित संचालन।
• कम लागत और व्यापक ऑपरेटिंग तापमान सीमा।

कम लागत और व्यापक ऑपरेटिंग तापमान सीमा।

• बड़े पैमाने पर विद्युत ऊर्जा भंडारण (EES)
• स्थिर ऊर्जा भंडारण
• इलेक्ट्रिक/हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (IPDI)

• उच्च आयनिक चालकता (>10-3 एस / सेमी) और इलेक्ट्रोकेमिकल स्थिरता विंडो (>4.2 वी) के साथ इलेक्ट्रोलाइट्स तैयार और परीक्षण किए गए हैं।
• उत्कृष्ट सोडियम आयन भंडारण प्रदर्शन के साथ इलेक्ट्रोड सामग्री विकसित की गई है, जहां चक्र जीवन >1000 चक्र पूर्ण सेल कॉन्फ़िगरेशन में प्रदर्शित किया गया है।
• बड़े पैमाने पर संश्लेषण (500 ग्राम / बैच) और थैली सेल निर्माण (1 एएच) का अनुकूलन प्रगति पर है।

(क) मेसोपोटामस कार्बन मैट्रिक्स में एम्बेडेड इन-सीटू कार्बन लेपित Na3V2 (PO4)3 (NVP) नैनोपार्टिकल की TEM छवि; (b) 1.2-3.3 V के बीच चक्रित होने पर 9C-दर पर सोडियम धातु के खिलाफ कार्बन लेपित NVP के लिए विशिष्ट क्षमता बनाम चक्र संख्या प्लॉट;

(ग) कार्बन लेपित एनवीपी सममित पूर्ण कोशिका के लिए विशिष्ट क्षमता बनाम चक्र संख्या प्लॉट 1 ए/जी (8.49 सी-दर) पर जब 0-3.0 वी के बीच चक्रित किया जाता है।

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट *

• माइक्रोवेव असिस्टेड सोल-जेल प्रक्रिया इन-सीटू कार्बन लेपित इलेक्ट्रोड सामग्री और उसके उत्पाद को तैयार करने के लिए, "(2019) बिजॉय कुमार दास, पी लक्ष्मण मणिकांत, एन लक्ष्मीप्रिया, आर गोपालन, जी सुंदरराजन, भारतीय पेटेंट 201911008004।
• ", (2020) बिजॉय कुमार दास, पी. लक्ष्मण मणिकांत, एन. लक्ष्मीप्रिया, आर. गोपालन, जी. सुंदरराजन, यूरोपीय पेटेंट: 20763813.1
• माइक्रोवेव असिस्टेड सोल-जेल प्रक्रिया इन-सीटू कार्बन लेपित इलेक्ट्रोड सामग्री और उसके उत्पाद को तैयार करने के लिए", (2020) बिजॉय कुमार दास, पी. लक्ष्मण मणिकांत, एन. लक्ष्मीप्रिया, आर. गोपालन, जी. सुंदरराजन, जापानी पेटेंट: 2020-550159
• ", (2020) बिजॉय कुमार दास, पी. लक्ष्मण मणिकांत, एन. लक्ष्मीप्रिया, आर. गोपालन, जी. सुंदरराजन, कोरियाई पेटेंट: 10-2020-7025994

प्रमुख प्रकाशन

• कार्बन लेपित सोडियम टाइटेनेट के स्केलेबल संश्लेषण और गतिज अध्ययन: सोडियम आयन बैटरी के लिए एक आशाजनक अल्ट्रा-लो इंटरकेलेशन वोल्टेज एनोड", पी लक्ष्मण मणि कांता, एम वेंकटेश, सत्येश कुमार यादव, बिजॉय कुमार दास *, आर गोपालन, ट्रांस। 5 (2020) 475-483।

पुस्तक अध्याय

• गोपालन (2019) 'रिचार्जेबल सोडियम-आयन बैटरी के लिए इंटरकेलेशन-आधारित लेयर्ड सामग्री', ऊर्जा भंडारण और रूपांतरण के लिए स्तरित सामग्री। आरएससी प्रकाशक।

सिंहावलोकन

जीवाश्म ऊर्जा भंडार की कमी के साथ-साथ ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के खतरनाक स्तर के कारण वैकल्पिक स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों की तलाश करने के लिए ट्रिगर किया गया, विशेष रूप से मोटर वाहन क्षेत्र के लिए। इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए महत्वपूर्ण चुनौती लंबी ड्राइविंग रेंज और गति के लिए किसी दिए गए वॉल्यूम में आवश्यक मात्रा में ऊर्जा को स्टोर करने के लिए उपयुक्त बैटरी प्राप्त करना है। लिथियम आयन बैटरी (एलआईबी) इन समस्याओं को कम करने के लिए अगली पीढ़ी की तकनीक साबित हुई है। हालांकि, वर्तमान में भारत में इन बैटरी का कोई निर्माता नहीं है। एआरसीआई ने ऑटोमोटिव अनुप्रयोग के लिए लिथियम-आयन कोशिकाओं और बैटरी पैक के निर्माण के लिए एक पायलट संयंत्र सुविधा स्थापित करके इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए एलआईबी प्रौद्योगिकी विकसित करने का एक प्रमुख कार्य किया है। इसका उद्देश्य मानक सामग्री का उपयोग करके एलआईबी तकनीक स्थापित करना और ऑफ-लाइन / ऑन-बोर्ड वाहन परीक्षण का प्रदर्शन करना है। इसके अलावा उच्च वोल्टेज/नई सामग्री स्वदेशी रूप से विकसित की जाएगी। आशाजनक सामग्रियों को प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के लिए अनुकूलित और स्केल-अप किया जाएगा।

मुख्य विशेषताएं

• एआरसीआई ने सफलतापूर्वक प्रिज्मिक/बेलनाकार कोशिकाओं (20 Ah तक) और LIB मॉड्यूल को 48V, 1 kWh तक निर्मित किया है
• एक फास्ट सेल गठन प्रोटोकॉल (6एच) विकसित और पेटेंट किया गया था जो सेल उत्पादन लागत को कम करने की उम्मीद है
• एलआईबी मॉड्यूल का उपयोग करके ई-साइकिल (~ 30 किमी / चार्ज) और ई-स्कूटर (~ 52 किमी / चार्ज) के साथ ऑन-रोड परीक्षण ट्रेल आयोजित किए गए हैं
• एआरसीआई कई कैथोड, एनोड और बाइंडर सामग्री विकसित कर रहा है जो ईवी के लिए एलआईबी के प्रदर्शन और जीवनकाल को बढ़ा सकते हैं। कैथोड सामग्री में एलएफपी, एनएमसी, एनसीए, एलएमओ, एलएनएमओ, एफईएफ3 शामिल हैं जबकि उच्च ऊर्जा / बिजली घनत्व एनोड में एसआई, एसएन, एमओओ3, डब्ल्यूओ3, एसएनओ2, एफई3ओ4, ग्राफीन, कार्बन नैनोहॉर्न /
• हरे और लागत कुशल इलेक्ट्रोड उत्पादन के लिए पीवीए, एसए, सीसीडी, ग्वार गम जैसे जलीय बाइंडर्स का विकास चल रहा है
• एफएसपी प्रक्रिया द्वारा LiFePO4 को बढ़ाया गया और 1.5 किलोग्राम तक कार्बन कोटिंग तकनीक का स्केल-अप किया गया
• लिथियम टाइटेनेट को लागत प्रभावी उच्च ऊर्जा मिलिंग विधि द्वारा सफलतापूर्वक संश्लेषित और बढ़ाया गया था और वाणिज्यिक एलटीओ की तुलना में क्षमता, दर क्षमता और चक्रीय स्थिरता के मामले में आशाजनक विद्युत रासायनिक प्रदर्शन दिखाया गया था।
• एआरसीआई ने मेड-इन-इंडिया एलआईबी का उत्पादन करने के लिए संभावित सेल निर्माताओं, मोटर वाहन और कच्चे माल विनिर्माण उद्योगों के साथ कई एनडीए और समझौता ज्ञापनों पर हस्ताक्षर किए हैं।

संभावित अनुप्रयोग

• दो, तीन और चार पहिया इलेक्ट्रिक वाहन
• स्थिर ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोग
• अप

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (IPDI)

• कोशिकाओं का निर्माण किया गया है और विद्युत रासायनिक प्रदर्शन का परीक्षण किया गया है
• ऑन-रोड परिस्थितियों में ई-साइकिल और ई-स्कूटर के साथ किए गए बड़े प्रारूप बैटरी मॉड्यूल / पैक का संयोजन और परीक्षण।

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• एस.आर. साहू, वी.आर. रिक्का, पी. हरिदोस, ए. चटर्जी, आर. गोपालन और आर. प्रकाश, "फास्ट-चार्जिंग लिथियम-आयन बैटरी के लिए उच्च प्रदर्शन एनोड सामग्री के रूप में एक नया α-एमओओ3/सिंगल-वॉल्ड कार्बन नैनोहॉर्न कम्पोजिट", उन्नत ऊर्जा सामग्री, वॉल्यूम 10, पी 2001627, 2020
• एस. आर. साहू, वी. आर. रिक्का, पी. हरिदोस, आर. गोपालन और आर. प्रकाश, "लिथियम आयन बैटरी के लिए एक स्थायी एनोड के रूप में जलीय-आधारित बाइंडर का उपयोग करके माइक्रोन आकार के टिन की बेहतर साइक्लिंग और रेट प्रदर्शन", ऊर्जा प्रौद्योगिकी, खंड 7 (11), अनुच्छेद संख्या 1900849, 2019
• वी.आर. रिक्का, एस.आर.साहू, ए. रॉय, एस. एन. जाना, डी. शिवप्रहासम, आर. प्रकाश, आर. गोपालन और जी. सुंदरराजन, "बेलनाकार लिथियम आयन सेल में निकेल टैब को आंतरिक एल्यूमीनियम आवरण से जोड़ने के लिए माइक्रो प्रतिरोध स्पॉट वेल्डिंग पैरामीटर तैयार करना और इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन पर इसका प्रभाव", जर्नल ऑफ मैन्युफैक्चरिंग प्रोसेसेस, वॉल्यूम 49, पी 463-471, 2020।
• वी. राव रिक्का, एस. आर. साहू, आर. ताडेपल्ली, आर. बाथे, टी. मोहन, आर. प्रकाश, जी. पद्मनाभम और आर. गोपालन, "लिथियम-आयन सेल आवरण के लिए पल्स लेजर वेल्डेड एसएस और अल अलॉयज के माइक्रोस्ट्रक्चर और मैकेनिकल गुण", जर्नल ऑफ मैटेरियल्स साइंस एंड इंजीनियरिंग बी, 6, 2016, 218-225।
• वी. राव रिक्का, एस. आर. साहू, आर. ताडेपल्ली, आर. बाथे, टी. मोहन, आर. प्रकाश, जी. पद्मनाभम और आर. गोपालन, "लिथियम-आयन सेल आवरण के लिए पल्स लेजर वेल्डेड एसएस और अल अलॉयज के माइक्रोस्ट्रक्चर और मैकेनिकल गुण", जर्नल ऑफ मैटेरियल्स साइंस एंड इंजीनियरिंग बी, 6, 2016, 218-225।
• एस.आर. साहू, वी.आर. रिक्का, एम. जगन्नाथम, पी. हरिदोस, ए. चटर्जी, आर. गोपालन और आर. प्रकाश, "सिंगल वॉल्ड कार्बन नैनोहॉर्न से ग्राफीन शीट्स का संश्लेषण: शंकु से शीट आकृति विज्ञान में उपन्यास रूपांतरण", सामग्री अनुसंधान एक्सप्रेस, खंड 4 (3), अनुच्छेद संख्या 035008, 2017।
• एस. भुवनेश्वरी, यूवी वरदराजू, आर. गोपालन और आर. प्रकाश "लीनी0.5 मिलियन 1.5ओ4 स्पाइनल में एससी-डोपिंग प्रेरित केशन-डिसऑर्डर के कारण लिथियम आयन बैटरी में कैथोड के रूप में इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन में सुधार हुआ", इलेक्ट्रोकिमिका एक्टा, वॉल्यूम 327, अनुच्छेद संख्या 135008, 2019।
• एस. भुवनेश्वरी, यू.वी.वरदराजू, आर. गोपालन और राजूप्रकाश, "लिथियम आयन बैटरी के कैथोड के रूप में एससी-डोप्ड लिमन 2 ओ 4 स्पाइनल की संरचनात्मक स्थिरता और बेहतर विद्युत रासायनिक प्रदर्शन", इलेक्ट्रोचिमिका एक्टा, वॉल्यूम 301, पी 342-351, 2019।
• LiFePO4 बैटरी कुमारी कोंडा, सहाना बी. मूडाकरे, पी. लोगेश कुमार, मंजूषा बटाबायल, ज्योति आर. सेठ, विनय ए. जुवेकर, राघवन गोपालन, जर्नल ऑफ पावर सोर्सेज, 480 (2020) के बेहतर इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन के लिए इलेक्ट्रोड स्लरी तैयार करने पर व्यापक प्रयास 228837
• वी. वी. एन. फणीकुमार, वल्लभ राव रिक्का, बिजॉय दास, राघवन गोपालन, बी. वी. अप्पा राव और राजू प्रकाश, "लिथियम-आयन बैटरी में लिथियम-टाइटेनियम ऑक्साइड एनोड के लिए जलीय बाइंडर के रूप में पॉलीविनाइल अल्कोहल और सोडियम एल्गिनेट पर जांच, आयनिक्स, 2019, वॉल्यूम 25, अंक 6, पीपी 2549-2561।
• वी. वी. एन. फणीकुमार, बी. वी. ए. राव, के. वी. गोबी, आर. गोपालन और आर. प्रकाश, "लिथियम आयन बैटरी में ग्रेफाइट एनोड के लिए एक टिकाऊ इमली कर्नेल पाउडर आधारित जलीय बाइंडर", खंड 5, पी 1199-1208, 2020
• एच0 ↔ एच8 चरण संक्रमण की अपरिवर्तनीयता को कम करने के साथ लीनी0.135 सीओ 0.065एएल2.2ओ3 के लिए एक संरचनाबद्ध रूप से वर्गीकृत अग्रदूत के एकल-चरण यी सह-प्रसार में एकाग्रता प्रवणता-संचालित एल्यूमीनियम प्रसार, शशिकला नटराजन, सहाना बी. मूडाकरे, प्रताप हरिदोस और राघवन गोपालन, एसीएस एप्पल मेटर। इंटरफेस 2020, 12, 31, 34959-34970
• एस वासु, मूडाकरे बी. सहाना, चंद्रन सुदाकर, आर. गोपालन, जी. सुंदरराजन, "धातु हाइड्रॉक्साइड इंटरलेयर में फंसे स्तंभित एथिलीन ग्लाइकोल का उपयोग करके लीनी1/3सीओ1/3एमएन1/3ओ2 का इन-सीटू कार्बन एनकैप्सुलेशन, उन्नत चक्रीय स्थिरता के लिए," इलेक्ट्रोचिमिका एक्टा 251, 363-377।
• शशिकला नटराजन, सहाना बी. मूडाकरे, वासु शनमुगम, प्रताप हरिदोस और राघवन गोपालन, "लीनी 0.8सीओ0.15एल0.05ओ2 में सल्फर द्वारा एल्यूमीनियम पृथक्करण और आंशिक ऑक्सीजन प्रतिस्थापन के इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपिक हस्ताक्षर", एसीएस एप्पल एनर्जी मैटेरियल्स, वॉल्यूम 1 (6), पी 2536-2545, 2018।
• एस. आर. साहू, डी. परिमाला देवी, वी. वी. एन. फणीकुमार, टी. रमेश, एन. राजलक्ष्मी, जी. प्रवीणा, आर. प्रकाश, बी. दास, आर. गोपालन, "इमली के बीज की त्वचा लिथियम-आयन बैटरी के लिए नवीन एनोड सामग्री के रूप में फाइबर जैसे कार्बन नैनोस्ट्रक्चर प्राप्त करती है", आयनिक, वॉल्यूम 24, अंक 11, पीपी 3413-3421।

सिंहावलोकन

नरम चुंबकीय स्टील मोटर वाहन उद्योग में उपयोग किए जाने वाले सभी मोटर्स और अल्टरनेटर में एक आवश्यक घटक बनाता है। वर्तमान में उच्च कुशल मोटर्स के लिए एसआई स्टील (विशिष्ट एसआई सामग्री ~ 2%) का उपयोग किया जा रहा है। जीवाश्म ईंधन मोटर वाहनों को चरणबद्ध करने और इलेक्ट्रिक संचालित वाहनों में जाने के लिए लगातार बढ़ती मांग के लिए उच्च प्रदर्शन मोटर्स की आवश्यकता होती है। इसलिए वैकल्पिक नरम चुंबकीय सामग्री पर ध्यान केंद्रित किया गया है जो एसआई स्टील की तुलना में लागत प्रभावी और बेहतर चुंबकीय गुणों के साथ है। इस पृष्ठभूमि में हम फे-पी को एक संभावित विकल्प के रूप में प्रस्तावित करते हैं जो लागत प्रभावी है और चुंबकीय गुणों के साथ एसआई स्टील के बराबर / एफई-पी आधारित मिश्र धातु को प्रेरण पिघलने, फोर्जिंग, गर्म रोलिंग की गढ़ा हुआ धातु विज्ञान प्रक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है और एक उपयुक्त दो चरण यी गर्मी उपचार प्रक्रिया के अधीन होता है, जिसमें सी स्टील के बराबर या बेहतर गुण होते हैं। Fe3P के ठीक नैनो-अवक्षेप का गठन मिश्र धातु की प्रतिरोधकता को बढ़ाता है जिससे उच्च आवृत्ति पर कोर हानि कम हो जाती है। वर्तमान में हमने 1 Oe से कम जबरदस्ती और Bmax 187 T पर मापा गया 1 kHz पर 1 W / kg के कोर नुकसान के साथ मिश्र धातु विकसित किया है

मुख्य विशेषताएं

• औद्योगिक रूप से व्यवहार्य धातु विज्ञान प्रक्रिया
• कम लागत वाले कच्चे माल से उत्पादित मिश्र धातु (लागत प्रभावशीलता)
• मशीनी क्षमता के बेहतर यांत्रिक गुणों के फायदे
• वाणिज्यिक सामग्री की तुलना में अच्छा चुंबकीय गुण बराबर /

संभावित अनुप्रयोग

• ऑटोमोबाइल के प्रत्यावर्तक में उपयोग किया जाता है
• ऑटोमोबाइल में उपयोग की जाने वाली विभिन्न मोटरों के निर्माण में उपयोग किया जाता है

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (IPDI)

• वाल्व और स्विच गियर में चुंबकीय स्विचिंग से जुड़े अनुप्रयोगों के लिए खोजा गया।

एआरसीआई में विकसित एफई-पी मिश्र धातु का उपयोग करके बनाया गया पंजा पोल रोटर और रोटर का उपयोग करके प्रोटोटाइप अल्टरनेटर

मिलान प्रदर्शन दिखाने वाले वाणिज्यिक मानक अल्टरनेटर के साथ प्रोटोटाइप अल्टरनेटर की तुलना

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख प्रकाशन

• (Fe-P)-Si मिश्र धातु के AC और DC चुंबकीय गुणों पर Si जोड़ का प्रभाव, AIP अग्रिम 6, 055921 (2016)
• एसी चुंबकीय गुण और एफईपी नरम चुंबकीय शीट के कोर हानि व्यवहार, चुंबकीय 50 (2014) पर आईईईई लेनदेन 2008604
• एसी चुंबकीय गुण और एफईपी नरम चुंबकीय शीट के कोर हानि व्यवहार, चुंबकीय 50 (2014) पर आईईईई लेनदेन 2008604
• Fe-0.4 P रोल्ड शीट्स के माइक्रोस्ट्रक्चर और चुंबकीय गुणों पर वसूली और पुन: क्रिस्टलीकरण का प्रभाव, मटेरियलिया 13 (2020) 100863
• फे-पी-सी मिश्र धातुओं के चुंबकीय और विद्युत गुणों पर नैनोप्रेसिटेट्स, ठोस समाधान और अनाज के आकार का प्रभाव, जर्नल ऑफ मैग्नेटिज्म एंड मैग्नेटिक मैटेरियल्स 493 (2020) 165743

सिंहावलोकन

विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाओं में वायुमंडल में उत्पन्न और उत्सर्जित गर्मी को बिजली में परिवर्तित करने से ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन और उच्च प्रणाली दक्षता को कम करके पर्यावरण में सुधार का दोहरा लाभ होता है। थर्मोइलेक्ट्रिक (टीई) तकनीक किसी भी प्रदूषण और शोर बनाने वाले भागों से मुक्त ऐसी बर्बाद गर्मी को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए सबसे विश्वसनीय तरीके में से एक है। ऑटोमोटिव निकास अपशिष्ट गर्मी रूपांतरण कई ऑटोमोबाइल निर्माताओं द्वारा बड़े पैमाने पर शोध किया गया एक अनुप्रयोग है क्योंकि दुनिया वर्तमान में टिकाऊ परिवहन के लिए ऊर्जा में बढ़ती मांग के कारण कई समस्याओं का सामना कर रही है। यह गणना की जाती है कि ऑटोमोबाइल में कुल ईंधन ऊर्जा का 33% निकास गैस के रूप में बर्बाद हो जाता है। इसलिए टीई तकनीक अपशिष्ट गर्मी को बिजली में परिवर्तित करके ऑटोमोबाइल में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है। स्टील, सीमेंट, ग्लास उद्योगों से उत्पन्न अपशिष्ट गर्मी को परिवर्तित करना कुछ अन्य अनुप्रयोग विकसित किए जा रहे हैं। सौर पैनल से गर्मी का उपयोग करते हुए, थर्मोइलेक्ट्रिक द्वारा बिजली के लिए केंद्रित सौर थर्मल गर्मी कुछ अन्य अनुप्रयोगों का पता लगाया जा रहा है।

मुख्य विशेषताएं

• स्केलेबल अकार्बनिक थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री प्रौद्योगिकी 1.5 से अधिक जेडटी के साथ पी और एन प्रकार के थोक ठोस बनाने के लिए और रासायनिक और संरचनात्मक रूप से 500 डिग्री सेल्सियस तक स्थिर है।
• फैब्रिकेशन जानते हैं कि जेडटी > 1.5 सामग्रियों से थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल कैसे बनाया जाए। विकसित और पेटेंट किया गया। उन्नयन के लिए तैयार।
• विभिन्न स्रोतों से गर्मी को परिवर्तित करने के लिए 5% से अधिक दक्षता के साथ टीई जनरेटर प्रौद्योगिकी का प्रदर्शन। टीईजी डिजाइन, सत्यापन, प्रदर्शन परीक्षण, क्षेत्र परीक्षण।

संभावित अनुप्रयोग

• डीजल इंजन से बिजली ऑटोमोबाइल, सामुदायिक भस्मक और सौर थर्मिक द्रव में गर्मी को समाप्त करती है।
• स्टील प्लांट, ग्लास पिघलने वाले प्लांट से बिजली उत्पादन अपशिष्ट गर्मी।
• लकड़ी स्टोव जैसे घरेलू गर्मी स्रोत से बिजली।

बौद्धिक संपदा विकास सूचकांक (IPDI)

• योग्यता (जेडटी) 1.3 और एबोब के आंकड़े के साथ स्केलेबल अकार्बनिक थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री
• थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल निर्माण प्रौद्योगिकी (टीआरएल 5 स्तर), पेटेंट दायर
• विभिन्न अनुप्रयोगों (टीआरएल 5 स्तर) जैसे ऑटोमोबाइल, स्टील उद्योगों के लिए थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (टीईजी) प्रौद्योगिकी।

16 पैर मॉड्यूल

ऑटो निकास गर्मी से बिजली के लिए 200 W TEG

प्रमुख पेटेंट / प्रकाशन

प्रमुख पेटेंट *

• डी. शिवप्रहासम, बी. जयचंद्रन, बी. प्रशांत, आर. गोपालन, "ऑटोमोटिव निकास और उसके थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल से बिजली उत्पादन के लिए थर्मोइलेक्ट्रिक मॉड्यूल तैयार करने की एक विधि" भारतीय पेटेंट दायर किया गया

प्रमुख प्रकाशन

• एम. बटाब्याल, बी. प्रियदर्शिनी, डी. शिवप्रहासम, आर. गोपालन, 2015. "एन-टाइप स्कुटुडाइट्स के थर्मोइलेक्ट्रिक गुणों पर क्यू 2 ओ नैनोपार्टिकल फैलाव का प्रभाव", जे ऑफ फिज़ डी: एप्पल.फिज़। 48, 455309. (2015)
• एस. हरीश, डी. शिवप्रहासम, एम. बटाब्याल, आर. गोपालन, 2016, "क्यू10.5जेडएन1.5एसबी4एस13 टेट्राहेड्राइट्स के चरण स्थिरता और थर्मोइलेक्ट्रिक गुण" जे ऑफ अलॉयज एंड कंपाउंड" 667, (2016) पीपी 323-328।
• बी. प्रियदर्शनी, एम. बटाब्याल, डी. शिवप्रहासम, आर. गोपालन, "चरणों के गठन और नैनोस्ट्रक्चर्ड जिंक एंटीमोनाइड के थर्मल स्थिरता और थर्मोइलेक्ट्रिक गुणों पर उनके प्रभाव पर", जे ऑफ फिज़ डी: एप्पल.फिज़। 50, 015602. (2017)
• वी त्रिवेदी, एम बटाबायल, पी बालासुब्रमण्यम, जीएम मुरलीकृष्ण, पीके जैन, माइक्रोस्ट्रक्चर और डोपिंग प्रभाव ने कोस्ब 3 स्कटरुडाइट्स, सस्टेनबेल एनर्जी एंड फ्यूल्स 2, (2018) 2687 में थर्मोइलेक्ट्रिक गुणों को बढ़ाने पर प्रभाव डाला।
• एम. बट्टब्याल, पी. बालासुब्रमण्यम, प्रधानमंत्री। गीतू, एल प्रदीपकांति, डीके स्टेपति, आर गोपालन, वाईबी डोपिंग के माध्यम से नैनोक्रिस्टलाइन एसआरटीआईओ 3 के ऑप्टिकल फोनन मोड और ढांकता हुआ गुणों को तैयार करना, सामग्री अनुसंधान एक्सप्रेस, 5, 046301। (2018)
• के. मुथामिलसेल्वन, एम. मायारानी, जीएम मुरलीकृष्णा, एम. बटटबायल, SrTiO8-xSn0.2FexO3 सामग्री अनुसंधान एक्सप्रेस, 6, (2019) के ऑप्टिकल और थर्मोइलेक्ट्रिक गुणों को ट्यूनिंग 045905
• बी प्रियदर्शिनी, एम. बटटबायल, डी. दास, एसी बोस, आर. गोपालन, बाइनरी एमजी 2 + एसएसआई (δ = 0,0.1,0.15,0.2) सामग्री रिसर्च एक्सप्रेस, 6, (2019) 125519 में थर्मोइलेक्ट्रिक गुणों को बढ़ाने के लिए एमजी सामग्री की ट्यूनिंग।
• बी. जयचंदरेन, टिटस दासगुप्ता, आर. गोपालन, डी. शिवप्रहासम, "थर्मोइलेक्ट्रिक उपकरणों के लिए क्यूपीबी18एसबीटीई20/एन-एजी/क्यू जोड़ों का ऊंचा तापमान व्यवहार" इलेक्ट्रॉनिक सामग्री के जे, 48 (2), 1276-1285 (2019)
• डी शिवप्रहासम, नैनोस्ट्रक्चर्ड Fe0.04CoSb3 Skutterudite की तापीय चालकता, सामग्री पत्र 252 (2019) 231-234।
• एम. बटाबायल, एनएस कार्तिश्रल्वा, पी. रेजेश, आर. गोपालन, स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग के दौरान नी डोप्ड स्केटरिडाइट्स के थर्मोइलेक्ट्रिक और यांत्रिक गुणों में दबाव प्रेरित वृद्धि। सामग्री अनुसंधान नवाचार, 2020।
• एस. हरीश, डी. शिवप्रहासम, आर. गोपालन, जी. सुंदरराजन, ऑटोमोटिव थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के परीक्षण के लिए नए टेस्ट रिग का डिजाइन और विकास 'एआईपी एडवांसेस 9 (2019) 065004
• एस. हरीश, डी. शिवप्रहासम, आर. गोपालन, जी. सुंदरराजन, ऑटोमोटिव थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के परीक्षण के लिए नए टेस्ट रिग का डिजाइन और विकास 'एआईपी एडवांसेस 9 (2019) 065004
• बी. जयचंद्रन, बी. प्रशांत, आर. गोपालन, टी. दासगुप्ता, डी. शिवप्रहसमा, थर्मली स्थिर, कम प्रतिरोध Mg2Si0.4Sn0.6/Cu थर्मोइलेक्ट्रिक संपर्क एसएस 304 इंटरलेयर का उपयोग करके एक चरण सिंटरिंग द्वारा, सामग्री अनुसंधान बुलेटिन 136 (2021) 111147।
• वी. त्रिवेदी, एम. बटाबायल, एस. पेरुमल, ए. चौहान, डी. के. सतपथी, बी. एस. मूर्ति, आर. गोपालन, Co4Sb12 skutterudites के माइक्रोस्ट्रक्चर और थर्मोइलेक्ट्रिक गुणों पर दुर्दम्य टैंटलम धातु भरने का प्रभाव। एसीएस ओमेगा, 2021।