নতুন জ্বালানি খাত সম্প্রতি বিকাশ লাভ করেছে। আজ আমরা ব্যাটারি এবং মোবাইল ফোন ব্যাটারির উন্নয়ন এবং কাজের নীতি সম্পর্কে কথা বলব।

1. ব্যাটারির কাজের নীতি

যে যন্ত্র সরাসরি রাসায়নিক শক্তি, আলোক শক্তি, তাপ শক্তি ইত্যাদিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করতে পারে তাকে ব্যাটারি বলে। এতে রাসায়নিক ব্যাটারি, পারমাণবিক ব্যাটারি, ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে এবং আমরা সাধারণত যাকে ব্যাটারি বলি তা সাধারণত রাসায়নিক ব্যাটারীকে বোঝায়।

ব্যবহারিক রাসায়নিক ব্যাটারি প্রাথমিক ব্যাটারি এবং accumulators বিভক্ত করা হয়. আমাদের দৈনন্দিন জীবনে আমরা যে ব্যাটারির সংস্পর্শে আসি সেগুলি মূলত সঞ্চয়কারী। ব্যাটারি ব্যবহারের আগে চার্জ করা প্রয়োজন, এবং তারপর এটি নিষ্কাশন করা যেতে পারে। চার্জ করার সময়, বৈদ্যুতিক শক্তি রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়; ডিসচার্জ করার সময়, রাসায়নিক শক্তি বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।

যখন ব্যাটারি ডিসচার্জ হয়, তখন কারেন্ট ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড থেকে নেগেটিভ ইলেক্ট্রোডে বাহ্যিক সার্কিটের মাধ্যমে স্থানান্তরিত হয়। ইলেক্ট্রোলাইটে, ধনাত্মক আয়ন এবং ঋণাত্মক আয়ন যথাক্রমে ইলেক্ট্রোডগুলিতে প্রেরণ করা হয় এবং তড়িৎ ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোড থেকে ধনাত্মক ইলেক্ট্রোডে প্রেরণ করা হয়। যখন ব্যাটারি ডিসচার্জ হয়, তখন দুটি ইলেক্ট্রোড রাসায়নিক বিক্রিয়া করে, এবং সার্কিট সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয় বা একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে। উপাদান নিঃশেষ হয়ে গেলে, স্রাব বন্ধ হবে।

ব্যাটারির ভিতরে ব্যবহৃত উপকরণের উপর নির্ভর করে, ব্যাটারি রিচার্জেবল বা নন-রিচার্জেবল হতে পারে। কিছু রাসায়নিক বিক্রিয়া বিপরীত, এবং কিছু অপরিবর্তনীয়।

ব্যাটারির ক্ষমতা এবং গতি তার উপাদানের উপর নির্ভর করে।

2 সেল ফোন ব্যাটারির ইতিহাস

মোবাইল ফোনের ব্যাটারিকে মূলত তিনটি ধাপে ভাগ করা যায়: Ni-Cd ব্যাটারি → Ni-MH ব্যাটারি →

এই তিনটি পর্যায়ের নাম থেকে, আমরা দেখতে পাচ্ছি যে ব্যাটারিতে ব্যবহৃত প্রধান রাসায়নিক উপাদানগুলি পরিবর্তিত হচ্ছে এবং ব্যাটারিতে আরও প্রযুক্তিগত উদ্ভাবন রয়েছে। আমরা এমনকি বলতে পারি যে লিথিয়াম ব্যাটারি না থাকলে, আজ কোন মোবাইল স্মার্ট লাইফ থাকত না।

1980 এর দশকে যখন মোবাইল ফোন প্রথম আবির্ভূত হয়েছিল, তখন তাদের “মোবাইল ফোন”ও বলা হত। নাম থেকে, আমরা দেখতে পাচ্ছি যে এটি বিশাল। এটি বড় হওয়ার প্রধান কারণ হল এর বড় ব্যাটারি।

1990-এর দশকে, Ni-MH ব্যাটারি আবির্ভূত হয়, যেগুলি ছোট এবং আরও পরিবেশ বান্ধব। মটোরোলার তারকা পণ্য স্টারটিএসি নিকেল মেটাল হাইড্রাইড ব্যাটারি ব্যবহার করে, যা মানুষের ধারণা নষ্ট করার জন্য যথেষ্ট ছোট। 328 সালে প্রকাশিত StarTAC1996, ছিল বিশ্বের প্রথম ফ্লিপ ফোন, যার ওজন মাত্র 87 গ্রাম।

1990 এর দশকের গোড়ার দিকে, লিথিয়াম ব্যাটারিও উপস্থিত হয়েছিল। 1992 সালে, সনি তার পণ্যগুলিতে নিজস্ব লিথিয়াম ব্যাটারি চালু করেছিল, কিন্তু উচ্চ মূল্য এবং দুর্দান্ত শক্তির অভাবের কারণে, এটি শুধুমাত্র তার নিজস্ব পণ্যগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। পরবর্তীকালে, লিথিয়াম ব্যাটারি সামগ্রীর প্রযুক্তিগত উদ্ভাবন এবং উত্পাদন প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে, এর ক্ষমতা এবং খরচ উন্নত হয়েছে এবং ধীরে ধীরে আরও নির্মাতাদের অনুকূলে জিতেছে। লিথিয়াম ব্যাটারির যুগ আনুষ্ঠানিকভাবে এসেছে।

লিথিয়াম ব্যাটারি এবং নোবেল পুরস্কার

যদিও মোবাইল ফোনের প্রতিস্থাপন দ্রুত বিকাশ করছে, মোবাইল ফোনের ব্যাটারির বিকাশ তুলনামূলকভাবে ধীর। সমীক্ষার তথ্য অনুসারে, ব্যাটারির ক্ষমতা প্রতি 10 বছরে মাত্র 10% বৃদ্ধি পায়। অল্প সময়ের মধ্যে মোবাইল ফোনের ব্যাটারির ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করা প্রায় অসম্ভব, তাই মোবাইল ফোনের ব্যাটারির ক্ষেত্রেও সীমাহীন সম্ভাবনা ও সম্ভাবনা রয়েছে।

লিথিয়াম ব্যাটারির ক্ষেত্রে তাদের কাজের জন্য 2019 সালের রসায়নে নোবেল পুরস্কার প্রফেসর জন গুডেনাফ, স্ট্যানলি হুইটিংহাম এবং ডক্টর আকিরা ইয়োশিনোকে দেওয়া হয়েছে। প্রকৃতপক্ষে, প্রতি বছর তারা জেতার আগে, কিছু লোক ভবিষ্যদ্বাণী করে যে লিথিয়াম ব্যাটারি জিতবে কিনা। লিথিয়াম ব্যাটারিগুলির অগ্রগতি সমাজে একটি দুর্দান্ত প্রভাব এবং অবদান রাখে এবং তাদের পুরষ্কারগুলি প্রাপ্য।

1970-এর দশকে মধ্যপ্রাচ্য যুদ্ধের প্রথম তেল সংকটের ফলে মানুষ তেলের উপর নির্ভরতা থেকে মুক্তি পাওয়ার গুরুত্ব উপলব্ধি করে। নতুন শক্তির উত্স প্রবেশ করা তেল প্রতিস্থাপন করতে পারে। এছাড়াও উত্সাহী দেশগুলি ব্যাটারির গবেষণা এবং উন্নয়নে নতুন উচ্চতা তৈরি করেছে। তেল সংকটের প্রভাবে তিনি বিকল্প জ্বালানির ক্ষেত্রে অবদান রাখার আশা করছেন।

বিগ ব্যাং এর প্রথম কয়েক মিনিটে উত্পাদিত একটি প্রাচীন উপাদান হিসাবে, লিথিয়াম প্রথম 19 শতকের প্রথম দিকে লিথিয়াম আয়ন আকারে সুইডিশ রসায়নবিদরা আবিষ্কার করেছিলেন। এটা অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল. এর দুর্বলতা প্রতিক্রিয়াশীলতার মধ্যে রয়েছে, তবে এটি এর শক্তিও।

যখন খাঁটি লিথিয়াম একটি ব্যাটারি চার্জ করার জন্য একটি অ্যানোড হিসাবে ব্যবহার করা হয়, তখন লিথিয়াম ডেনড্রাইট তৈরি হয়, যা ব্যাটারিতে একটি শর্ট সার্কিট ঘটাতে পারে, আগুন বা এমনকি একটি বিস্ফোরণ ঘটাতে পারে, কিন্তু গবেষকরা কখনোই লিথিয়াম ব্যাটারি ছেড়ে দেননি।

তিনজন নোবেল পুরস্কার বিজয়ী: স্ট্যানলি হুইটিংহ্যাম প্রথম সম্পূর্ণরূপে কার্যকরী লিথিয়াম ব্যাটারি যা 1970 এর দশকের গোড়ার দিকে ঘরের তাপমাত্রায় কাজ করেছিল, লিথিয়ামের শক্তিশালী ড্রাইভ ব্যবহার করে বাহ্যিক ইলেকট্রন নির্গত করেছিল;

হুইটিংহামের ব্যাটারি দুই ভোল্টের একটু বেশি উৎপন্ন করতে পারে। 1980 সালে, গুডেনফ আবিষ্কার করেছিলেন যে ক্যাথোডে কোবাল্ট লিথিয়ামের ব্যবহার ভোল্টেজকে দ্বিগুণ করতে পারে। তিনি ব্যাটারির সম্ভাবনাকে দ্বিগুণ করেছেন, এবং উচ্চ-শক্তি-ঘনত্বের ক্যাথোড উপাদানটি খুব হালকা, তবে এটি একটি শক্তিশালী ব্যাটারি তৈরি করতে পারে। তিনি আরও দরকারী ব্যাটারির বিকাশের জন্য আরও ভাল পরিস্থিতি তৈরি করেছিলেন;

1985 সালে, আকাস ইয়োশিনো প্রথম বাণিজ্যিক রোবট তৈরি করেন। তিনি ক্যাথোড হিসাবে Goodeneuf দ্বারা ব্যবহৃত লিথিয়াম কোবাল্ট অ্যাসিড বেছে নেন এবং ব্যাটারির নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড হিসাবে সফলভাবে কার্বন দিয়ে লিথিয়াম খাদ প্রতিস্থাপন করেন। তিনি স্থিতিশীল অপারেশন, হালকা ওজন, বড় ক্ষমতা, নিরাপদ প্রতিস্থাপন এবং স্বতঃস্ফূর্ত দহনের ঝুঁকি অনেকাংশে কমিয়ে একটি লিথিয়াম ব্যাটারি তৈরি করেছিলেন।

এটি তাদের গবেষণা যা লিথিয়াম ব্যাটারিগুলিকে অগণিত ইলেকট্রনিক পণ্যগুলিতে ঠেলে দিয়েছে, যা আমাদের আধুনিক মোবাইল জীবন উপভোগ করার অনুমতি দিয়েছে। লিথিয়াম ব্যাটারি একটি বেতার, জীবাশ্ম-জ্বালানি-মুক্ত নতুন সমাজের জন্য উপযুক্ত পরিস্থিতি তৈরি করেছে এবং মানবজাতিকে ব্যাপকভাবে উপকৃত করেছে।

প্রযুক্তি কখনও থামে না

সেই দিনগুলিতে, চার্জ হতে 10 ঘন্টা এবং কথা বলতে 35 মিনিট সময় লাগত, কিন্তু এখন, আমাদের মোবাইল ফোনগুলি ক্রমাগত পুনরাবৃত্তি করছে। আমরা অতীতের মতো দীর্ঘ সময়ের জন্য চার্জিং সমস্যার সম্মুখীন হব না, তবে প্রযুক্তিটি কখনই থামেনি। আমরা এখনও বড় ক্ষমতা, ছোট আকার এবং দীর্ঘ ব্যাটারি লাইফের রাস্তা অন্বেষণ করছি।

এখনও অবধি, লিথিয়াম ব্যাটারির ডেনড্রাইট সমস্যা এখনও ভূতের মতো গবেষকদের তাড়া করে। এই বড় নিরাপত্তা ঝুঁকি মোকাবেলা করে, সারা বিশ্বের বিজ্ঞানীরা এখনও কঠোর পরিশ্রম করছেন। Goodenough, 90 বছর বয়সী নোবেল পুরস্কার বিজয়ী, দৃঢ়ভাবে নিজেকে সলিড-স্টেট ব্যাটারির গবেষণা ও উন্নয়নে নিয়োজিত করেছেন।

বন্ধু, নতুন শক্তির কথা কি মনে হয়? ব্যাটারি ক্ষেত্রের ভবিষ্যতের জন্য আপনার দৃষ্টিভঙ্গি কী? ভবিষ্যতের মোবাইল ফোনের জন্য আপনার প্রত্যাশা কী?

আলোচনা করার জন্য একটি বার্তা দিতে স্বাগতম, অনুগ্রহ করে ব্ল্যাক হোল বিজ্ঞানে মনোযোগ দিন এবং আপনার জন্য আরও আকর্ষণীয় বিজ্ঞান নিয়ে আসুন।