ব্যাটারি অভ্যন্তরীণ গঠন: বড় ক্ষমতা

আমরা পরিচ্ছন্ন শক্তির ব্যাপক ব্যবহারের একটি নতুন যুগের অপেক্ষায় আছি। সেই যুগের একটি আইকনিক দৃশ্যে, কেউ টেসলার বৈদ্যুতিক গাড়ির মতো নতুন গাড়িগুলিকে রাস্তায় চলতে দেখতে পারে, যা পেট্রল দ্বারা চালিত নয়, সম্পূর্ণ চার্জযুক্ত লিথিয়াম ব্যাটারির মাধ্যমে। রাস্তার পাশের গ্যাস স্টেশনগুলি চার্জিং স্টেশন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হবে। সর্বশেষ খবর হল যে সাংহাই শহর এখন টেসলার বৈদ্যুতিক গাড়িগুলির জন্য লাইসেন্স-মুক্ত নীতি ঘোষণা করেছে এবং চীনে তাদের দ্রুত সুপারচার্জার তৈরিতে সহায়তা করছে৷

কিন্তু বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যাটারিগুলি সেল ফোনের ব্যাটারির থেকে আলাদা নয় এই কারণে উজ্জ্বল ভবিষ্যত মেঘলা হতে পারে৷ সেল ফোন ব্যবহারকারীরা প্রায়ই ব্যাটারি লাইফ নিয়ে চিন্তিত থাকেন। অনেকের ফোন সকালে পূর্ণ থাকে, এবং বিকেল যত ঘনিয়ে আসে, দিনে একবার চার্জ করা জরুরি হয়ে পড়ে। ল্যাপটপের একই সমস্যা রয়েছে এবং কয়েক ঘন্টার মধ্যে রস ফুরিয়ে যেতে পারে। বৈদ্যুতিক গাড়িগুলির উপযোগিতা প্রশ্নবিদ্ধ হয়েছে কারণ তারা দুর্ঘটনার জন্য যথেষ্ট বেশি ভ্রমণ করে না এবং ঘন ঘন রিচার্জ করতে হয়। টেসলার মডেল বর্তমানে বাজারে একমাত্র বৈদ্যুতিক গাড়ি, যা একটি কৃতিত্ব। একক চার্জে 480 কিলোমিটারের রেঞ্জ সহ মডেলটি সবচেয়ে নজরকাড়া।

কেন ব্যাটারি স্থায়ী হয় না? একটি নির্দিষ্ট স্থানে একটি পদার্থ যে পরিমাণ শক্তি সঞ্চয় করতে পারে তাকে শক্তি ঘনত্ব বলে। ব্যাটারির শক্তির ঘনত্ব কম। প্রতি কিলোগ্রামে উৎপাদিত শক্তির পরিপ্রেক্ষিতে, আমরা প্রতিদিন 50 মেগাজুল পর্যন্ত পেট্রোল ব্যবহার করতে পারি, যেখানে লিথিয়াম ব্যাটারির গড় 1 মেগাজুলের কম। অন্যান্য ধরণের ব্যাটারিগুলিও অত্যন্ত নিম্ন স্তরে বিচরণ করে। স্পষ্টতই, আমরা ব্যাটারিকে অসীম করতে পারি না; ব্যাটারির ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য, আমরা শুধুমাত্র ব্যাটারির শক্তি ঘনত্বের উন্নতিতে ফোকাস করতে পারি, তবে অনেক অসুবিধা রয়েছে। এই প্রযুক্তির অসুবিধা কি? প্রতিবেদক ঝেজিয়াং বিশ্ববিদ্যালয়ের রসায়ন বিভাগের সহযোগী অধ্যাপক লিউ রানের সাক্ষাৎকার নিয়েছেন এবং সাধারণভাবে ব্যবহৃত লিথিয়াম ব্যাটারির (সংক্ষেপে লিথিয়াম ব্যাটারি) অভ্যন্তরীণ কাঠামোর রহস্য বিশ্লেষণ করেছেন।

ইলেক্ট্রোলাইট খুবই গুরুত্বপূর্ণ

ইলেকট্রন স্থানান্তরের কারণে, ব্যাটারি শক্তি সরবরাহ করতে পারে। যখন ব্যাটারি সার্কিটের সাথে সংযুক্ত থাকে, তখন সুইচ বন্ধ থাকে এবং কারেন্ট চালু থাকে। এই মুহুর্তে, ইলেকট্রন নেতিবাচক টার্মিনাল থেকে পালিয়ে যায় এবং সার্কিটের মাধ্যমে ইতিবাচক টার্মিনালে প্রবাহিত হয়। এই প্রক্রিয়ায়, ইলেকট্রনিক্স আপনার ফোনকে কাজ করে রাখবে, ঠিক যেমন একটি টেসলা বৈদ্যুতিক গাড়ি চালানো।

লিথিয়াম ব্যাটারির ইলেকট্রন লিথিয়াম দ্বারা সরবরাহ করা হয়। আপনি যদি লিথিয়াম দিয়ে একটি ব্যাটারি পূরণ করেন, তাহলে কি শক্তির ঘনত্ব বাড়বে না? দুর্ভাগ্যবশত, একটি লিথিয়াম ব্যাটারি রিচার্জেবল হওয়ার জন্য, এর অভ্যন্তরীণ গঠনকে অবশ্যই তার নির্দিষ্ট শক্তির ঘনত্বের পরিপ্রেক্ষিতে মূল্যায়ন করতে হবে। লিউ উল্লেখ করেছেন যে লিথিয়াম ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ কাঠামোতে ইলেক্ট্রোলাইট, নেতিবাচক ডেটা, ইতিবাচক ডেটা এবং ফাঁক রয়েছে, যার প্রত্যেকটির নিজস্ব বিশেষ প্রক্রিয়া রয়েছে, একটি অনন্য ভূমিকা পালন করে এবং অপরিহার্য। এই কাঠামো লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির শক্তি ঘনত্বকে সীমাবদ্ধ করে।

প্রথমটি হল ইলেক্ট্রোলাইটস, যা ব্যাটারিতে অপরিহার্য নালী। যখন একটি ব্যাটারি ডিসচার্জ হয়, তখন লিথিয়াম পরমাণুগুলি তাদের ইলেকট্রন হারিয়ে লিথিয়াম আয়নে পরিণত হয় এবং রিচার্জ করার সময় তাদের ব্যাটারির এক প্রান্ত থেকে অন্য প্রান্তে এবং আবার ফিরে যেতে হয়। লিউ বলেন। ইলেক্ট্রোলাইট ব্যাটারির উত্তর ও দক্ষিণ মেরুতে লিথিয়াম আয়ন রাখে, ক্রমাগত ব্যাটারি সাইকেল চালানোর চাবিকাঠি। ইলেক্ট্রোলাইটগুলি নদীর মতো, লিথিয়াম আয়নগুলি মাছের মতো। যদি নদী শুকিয়ে যায় এবং মাছ অন্য দিকে যেতে না পারে তবে লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি সঠিকভাবে কাজ করবে না।

ইলেক্ট্রোলাইটের সৌন্দর্য হল এটি শুধুমাত্র লিথিয়াম আয়ন বহন করে, ইলেকট্রন নয়, নিশ্চিত করে যে সার্কিটটি সংযুক্ত থাকলেই ব্যাটারিটি নিষ্কাশন হয়। একই সময়ে, লিথিয়াম আয়নগুলি, ইলেক্ট্রোলাইট অনুসারে, একটি ক্রমানুসারে এবং সু-সংজ্ঞায়িত উপায়ে চলে, তাই ইলেকট্রনগুলি সর্বদা এক দিকে চলে, একটি কারেন্ট তৈরি করে।

স্থিতিশীল ইতিবাচক এবং নেতিবাচক মেরু

ইলেক্ট্রোলাইট শক্তি প্রদান করে না, কিন্তু তারা ভারী এবং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য অপরিহার্য। তাহলে কেন গ্রাফাইটের উপর ভিত্তি করে আরও নেতিবাচক তথ্য নেই? গ্রাফাইট, পেন্সিল লিড তৈরি করতে ব্যবহৃত উপাদান, ইলেকট্রন প্রদানের জন্য দায়ী নয়। ‘চার্জিং সময় সঠিক কিনা তা নিশ্চিত করার জন্যই’ মিঃ লিউ বলেন।