সম্পাদকের দ্রষ্টব্য: বৈদ্যুতিক প্রযুক্তি হল সবুজ পৃথিবীর ভবিষ্যত, এবং ব্যাটারি প্রযুক্তি হল বৈদ্যুতিক প্রযুক্তির ভিত্তি এবং বৈদ্যুতিক প্রযুক্তির বড় আকারের বিকাশকে সীমাবদ্ধ করার চাবিকাঠি। বর্তমান মূলধারার ব্যাটারি প্রযুক্তি হল লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি, যার শক্তির ঘনত্ব এবং উচ্চ দক্ষতা রয়েছে। যাইহোক, উচ্চ খরচ এবং সীমিত সম্পদ সহ লিথিয়াম একটি বিরল উপাদান। একই সময়ে, নবায়নযোগ্য শক্তির উত্সগুলির ব্যবহার বৃদ্ধির সাথে সাথে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির শক্তির ঘনত্ব আর পর্যাপ্ত নয়। কিভাবে প্রতিক্রিয়া? মায়াঙ্ক জৈন কিছু ব্যাটারি প্রযুক্তির স্টক নিয়েছেন যা ভবিষ্যতে ব্যবহার করা যেতে পারে। মূল নিবন্ধটি মিডিয়াম শিরোনামে প্রকাশিত হয়েছিল: ব্যাটারি প্রযুক্তির ভবিষ্যত
পৃথিবী শক্তিতে পূর্ণ, এবং আমরা সেই শক্তিকে ধারণ করতে এবং তার ভাল ব্যবহার করতে যা করতে পারি তা করছি। যদিও আমরা পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তিতে উত্তরণের ক্ষেত্রে একটি ভাল কাজ করেছি, আমরা শক্তি সঞ্চয় করার ক্ষেত্রে খুব বেশি অগ্রগতি করতে পারিনি।
বর্তমানে, ব্যাটারি প্রযুক্তির সর্বোচ্চ মান হল লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি। এই ব্যাটারিতে সর্বোত্তম শক্তির ঘনত্ব, উচ্চ দক্ষতা (প্রায় 99%) এবং দীর্ঘ জীবন আছে বলে মনে হয়৷
তাই ভুল কি? আমরা যে নবায়নযোগ্য শক্তি গ্রহণ করি তা বাড়তে থাকে, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির শক্তির ঘনত্ব আর পর্যাপ্ত নয়।
যেহেতু আমরা ব্যাচগুলিতে ব্যাটারি উত্পাদন চালিয়ে যেতে পারি, এটি একটি বড় চুক্তি বলে মনে হয় না, তবে সমস্যাটি হল লিথিয়াম একটি অপেক্ষাকৃত বিরল ধাতু, তাই এর দাম কম নয়। যদিও ব্যাটারি উৎপাদন খরচ কমছে, শক্তি সঞ্চয়ের প্রয়োজনীয়তাও দ্রুত বাড়ছে।
আমরা এমন এক পর্যায়ে পৌঁছেছি যেখানে একবার লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি তৈরি হয়ে গেলে, এটি শক্তি শিল্পে ব্যাপক প্রভাব ফেলবে।
জীবাশ্ম জ্বালানির উচ্চ শক্তির ঘনত্ব একটি সত্য, এবং এটি একটি বিশাল প্রভাবক ফ্যাক্টর যা পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উপর সম্পূর্ণ নির্ভরতা পরিবর্তনকে বাধা দেয়। আমাদের এমন ব্যাটারি দরকার যা আমাদের ওজনের চেয়ে বেশি শক্তি নির্গত করে।
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি কিভাবে কাজ করে
লিথিয়াম ব্যাটারির কাজের পদ্ধতি সাধারণ AA বা AAA রাসায়নিক ব্যাটারির মতো। তাদের মধ্যে অ্যানোড এবং ক্যাথোড টার্মিনাল এবং একটি ইলেক্ট্রোলাইট রয়েছে। সাধারণ ব্যাটারির বিপরীতে, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে ডিসচার্জ প্রতিক্রিয়া বিপরীত হয়, তাই ব্যাটারি বারবার রিচার্জ করা যায়।
ক্যাথোড (+ টার্মিনাল) লিথিয়াম আয়রন ফসফেট দিয়ে তৈরি, অ্যানোড (-টার্মিনাল) গ্রাফাইট দিয়ে তৈরি এবং গ্রাফাইট কার্বন দিয়ে তৈরি। বিদ্যুৎ কেবল ইলেকট্রনের প্রবাহ। এই ব্যাটারিগুলি অ্যানোড এবং ক্যাথোডের মধ্যে লিথিয়াম আয়ন সরানোর মাধ্যমে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে।
চার্জ করা হলে, আয়নগুলি অ্যানোডে চলে যায় এবং যখন ডিসচার্জ হয়, তখন আয়নগুলি ক্যাথোডে চলে যায়।
আয়নের এই নড়াচড়ার কারণে সার্কিটে ইলেকট্রন চলাচল হয়, তাই লিথিয়াম আয়ন চলাচল এবং ইলেকট্রন চলাচল সম্পর্কিত।
সিলিকন অ্যানোড ব্যাটারি
BMW এর মতো অনেক বড় গাড়ি কোম্পানি সিলিকন অ্যানোড ব্যাটারির উন্নয়নে বিনিয়োগ করছে। সাধারণ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির মতো, এই ব্যাটারিগুলি লিথিয়াম অ্যানোড ব্যবহার করে, তবে কার্বন-ভিত্তিক অ্যানোডের পরিবর্তে তারা সিলিকন ব্যবহার করে।
একটি অ্যানোড হিসাবে, সিলিকন গ্রাফাইটের চেয়ে ভাল কারণ লিথিয়ামকে ধরে রাখতে 4টি কার্বন পরমাণুর প্রয়োজন এবং 1টি সিলিকন পরমাণু 4টি লিথিয়াম আয়ন ধারণ করতে পারে। এটি একটি বড় আপগ্রেড … সিলিকনকে গ্রাফাইটের চেয়ে 3 গুণ শক্তিশালী করে তোলে।
তা সত্ত্বেও, লিথিয়ামের ব্যবহার এখনও একটি দ্বি-ধারী তলোয়ার। এই উপাদানটি এখনও ব্যয়বহুল, তবে সিলিকন কোষগুলিতে উত্পাদন সুবিধা স্থানান্তর করাও সহজ। যদি ব্যাটারিগুলি সম্পূর্ণ আলাদা হয়, তাহলে কারখানাটিকে সম্পূর্ণরূপে পুনরায় ডিজাইন করতে হবে, যার ফলে স্যুইচিংয়ের আকর্ষণ কিছুটা হ্রাস পাবে।
সিলিকন অ্যানোডগুলি খাঁটি সিলিকন উত্পাদন করার জন্য বালির চিকিত্সার মাধ্যমে তৈরি করা হয়, তবে গবেষকরা বর্তমানে যে সমস্যার মুখোমুখি হন তা হল সিলিকন অ্যানোডগুলি যখন ব্যবহার করা হয় তখন ফুলে যায়। এর ফলে ব্যাটারি খুব দ্রুত নষ্ট হয়ে যেতে পারে। অ্যানোডগুলি ভর উত্পাদন করাও কঠিন।
গ্রাফিন ব্যাটারি
গ্রাফিন হল এক ধরণের কার্বন ফ্লেক যা পেন্সিলের মতো একই উপাদান ব্যবহার করে, তবে ফ্লেক্সের সাথে গ্রাফাইট সংযুক্ত করতে এটি অনেক সময় ব্যয় করে। অনেক ব্যবহারের ক্ষেত্রে গ্রাফিন এর চমৎকার কর্মক্ষমতার জন্য প্রশংসিত হয়, এবং ব্যাটারি তাদের মধ্যে একটি।
কিছু কোম্পানি গ্রাফিন ব্যাটারি নিয়ে কাজ করছে যা মিনিটের মধ্যে সম্পূর্ণ চার্জ হতে পারে এবং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির চেয়ে 33 গুণ দ্রুত ডিসচার্জ হতে পারে। বৈদ্যুতিক গাড়ির জন্য এটি অনেক মূল্যবান।
ফোম ব্যাটারি
বর্তমানে, ঐতিহ্যগত ব্যাটারি দ্বি-মাত্রিক। এগুলি হয় একটি লিথিয়াম ব্যাটারির মতো স্ট্যাক করা হয় বা একটি সাধারণ AA বা লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির মতো ঘূর্ণায়মান হয়।
ফোম ব্যাটারি একটি নতুন ধারণা যা 3D স্পেসে বৈদ্যুতিক চার্জের গতিবিধি জড়িত।
এই 3-ডাইমেনশনাল স্ট্রাকচার চার্জিং টাইমকে ত্বরান্বিত করতে পারে এবং শক্তির ঘনত্ব বাড়াতে পারে, এইগুলি ব্যাটারির অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ গুণ। অন্যান্য বেশিরভাগ ব্যাটারির তুলনায়, ফোম ব্যাটারিতে ক্ষতিকারক তরল ইলেক্ট্রোলাইট নেই।
ফোম ব্যাটারি তরল ইলেক্ট্রোলাইটের পরিবর্তে কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করে। এই ইলেক্ট্রোলাইট শুধুমাত্র লিথিয়াম আয়ন পরিচালনা করে না, অন্যান্য ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিকেও নিরোধক করে।
ব্যাটারির নেতিবাচক চার্জ ধরে রাখে এমন অ্যানোডটি ফেনাযুক্ত তামা দিয়ে তৈরি এবং প্রয়োজনীয় সক্রিয় উপাদান দিয়ে লেপা।
তারপর অ্যানোডের চারপাশে একটি কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট প্রয়োগ করা হয়।
অবশেষে, একটি তথাকথিত "পজিটিভ পেস্ট" ব্যাটারির ভিতরের শূন্যস্থান পূরণ করতে ব্যবহৃত হয়।
অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড ব্যাটারি
এই ব্যাটারিতে যেকোনো ব্যাটারির সবচেয়ে বড় শক্তির ঘনত্ব রয়েছে। বর্তমান লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির তুলনায় এর শক্তি বেশি শক্তিশালী এবং হালকা। কিছু লোক দাবি করে যে এই ব্যাটারিগুলি 2,000 কিলোমিটার বৈদ্যুতিক গাড়ি সরবরাহ করতে পারে। এই ধারণা কি? রেফারেন্সের জন্য, টেসলার সর্বাধিক ক্রুজিং পরিসীমা প্রায় 600 কিলোমিটার।
এই ব্যাটারির সমস্যা হল এগুলো চার্জ করা যায় না। তারা অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড তৈরি করে এবং জল-ভিত্তিক ইলেক্ট্রোলাইটে অ্যালুমিনিয়াম এবং অক্সিজেনের প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে শক্তি ছেড়ে দেয়। ব্যাটারির ব্যবহার অ্যালুমিনিয়ামকে অ্যানোড হিসেবে ব্যবহার করে।
সোডিয়াম ব্যাটারি
বর্তমানে, জাপানি বিজ্ঞানীরা এমন ব্যাটারি তৈরিতে কাজ করছেন যাতে লিথিয়ামের পরিবর্তে সোডিয়াম ব্যবহার করা হয়।
এটি বিঘ্নিত হবে, কারণ সোডিয়াম ব্যাটারি তাত্ত্বিকভাবে লিথিয়াম ব্যাটারির চেয়ে 7 গুণ বেশি কার্যকর। আরেকটি বিশাল সুবিধা হল যে সোডিয়াম হল পৃথিবীর মজুদের ষষ্ঠ ধনী উপাদান, লিথিয়ামের তুলনায়, যা একটি বিরল উপাদান।
পোস্টের সময়: ডিসেম্বর-০২-২০১৯