বিশ্বের আরও শক্তি প্রয়োজন, বিশেষত এমন একটি ফর্ম যা পরিষ্কার এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য।আমাদের শক্তি-সঞ্চয়স্থানের কৌশলগুলি বর্তমানে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি দ্বারা তৈরি করা হয়েছে - এই ধরনের প্রযুক্তির কাটিয়া প্রান্তে - কিন্তু আমরা আগামী বছরগুলিতে কী অপেক্ষা করতে পারি?
কিছু ব্যাটারি বেসিক দিয়ে শুরু করা যাক।একটি ব্যাটারি হল এক বা একাধিক কোষের প্যাক, যার প্রত্যেকটিতে একটি ধনাত্মক ইলেক্ট্রোড (ক্যাথোড), একটি নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড (অ্যানোড), একটি বিভাজক এবং একটি ইলেক্ট্রোলাইট রয়েছে।এর জন্য বিভিন্ন রাসায়নিক এবং উপকরণ ব্যবহার করা ব্যাটারির বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে - এটি কত শক্তি সঞ্চয় করতে পারে এবং আউটপুট করতে পারে, এটি কতবার শক্তি সরবরাহ করতে পারে বা কতবার এটি ডিসচার্জ এবং রিচার্জ করা যেতে পারে (যাকে সাইক্লিং ক্ষমতাও বলা হয়)।
ব্যাটারি কোম্পানিগুলো ক্রমাগত পরীক্ষা-নিরীক্ষা করছে এমন রসায়ন খুঁজে বের করতে যা সস্তা, ঘন, হালকা এবং আরও শক্তিশালী।আমরা প্যাট্রিক বার্নার্ড - সাফ্ট রিসার্চ ডিরেক্টরের সাথে কথা বলেছি, যিনি রূপান্তরমূলক সম্ভাবনা সহ তিনটি নতুন ব্যাটারি প্রযুক্তি ব্যাখ্যা করেছেন৷
নতুন প্রজন্মের লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি
এটা কি?
লিথিয়াম-আয়ন (লি-আয়ন) ব্যাটারিতে, ইলেক্ট্রোলাইটের মাধ্যমে ইতিবাচক থেকে নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডে লিথিয়াম আয়নগুলির গতিবিধি দ্বারা শক্তি সঞ্চয় এবং মুক্তি প্রদান করা হয়।এই প্রযুক্তিতে, পজিটিভ ইলেক্ট্রোড লিথিয়ামের প্রাথমিক উৎস এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড লিথিয়ামের হোস্ট হিসাবে কাজ করে।ইতিবাচক এবং নেতিবাচক সক্রিয় পদার্থের নিখুঁততার কাছাকাছি কয়েক দশকের নির্বাচন এবং অপ্টিমাইজেশনের ফলাফল হিসাবে লি-আয়ন ব্যাটারির নামে বেশ কয়েকটি রসায়ন সংগ্রহ করা হয়।লিথিয়েটেড মেটাল অক্সাইড বা ফসফেট হল বর্তমান ইতিবাচক পদার্থ হিসাবে ব্যবহৃত সবচেয়ে সাধারণ উপাদান।গ্রাফাইট, কিন্তু গ্রাফাইট/সিলিকন বা লিথিয়েটেড টাইটানিয়াম অক্সাইডগুলিও নেতিবাচক উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
প্রকৃত উপকরণ এবং সেল ডিজাইনের সাথে, লি-আয়ন প্রযুক্তি পরবর্তী আসন্ন বছরগুলিতে শক্তির সীমাতে পৌঁছবে বলে আশা করা হচ্ছে।তবুও, বিঘ্নকারী সক্রিয় উপাদানের নতুন পরিবারের খুব সাম্প্রতিক আবিষ্কারগুলি বর্তমান সীমাগুলি আনলক করা উচিত।এই উদ্ভাবনী যৌগগুলি ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডে আরও লিথিয়াম সঞ্চয় করতে পারে এবং প্রথমবার শক্তি এবং শক্তিকে একত্রিত করার অনুমতি দেবে।উপরন্তু, এই নতুন যৌগগুলির সাথে, কাঁচামালের অভাব এবং সমালোচনামূলকতাও বিবেচনায় নেওয়া হয়।
এর সুবিধা কি কি?
আজ, সমস্ত অত্যাধুনিক স্টোরেজ প্রযুক্তির মধ্যে, লি-আয়ন ব্যাটারি প্রযুক্তি সর্বোচ্চ স্তরের শক্তির ঘনত্বের অনুমতি দেয়।দ্রুত চার্জ বা তাপমাত্রা অপারেটিং উইন্ডোর মতো পারফরম্যান্স (-50°C থেকে 125°C পর্যন্ত) সেল ডিজাইন এবং রসায়নের বৃহৎ পছন্দ দ্বারা সূক্ষ্ম সুর করা যেতে পারে।অধিকন্তু, লি-আয়ন ব্যাটারিগুলি অতিরিক্ত সুবিধাগুলি প্রদর্শন করে যেমন খুব কম স্ব-স্রাব এবং খুব দীর্ঘ জীবনকাল এবং সাইক্লিং পারফরম্যান্স, সাধারণত হাজার হাজার চার্জিং/ডিসচার্জিং চক্র।
আমরা কখন এটা আশা করতে পারি?
সলিড স্টেট ব্যাটারির প্রথম প্রজন্মের আগে নতুন প্রজন্মের উন্নত লি-আয়ন ব্যাটারি স্থাপন করা হবে বলে আশা করা হচ্ছে।এগুলি এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহারের জন্য আদর্শ হবে৷নবায়নযোগ্যএবং পরিবহন (সামুদ্রিকরেলওয়ে,বিমান চালনাএবং অফ রোড গতিশীলতা) যেখানে উচ্চ শক্তি, উচ্চ শক্তি এবং নিরাপত্তা বাধ্যতামূলক।
লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারি
এটা কি?
লি-আয়ন ব্যাটারিগুলিতে, লিথিয়াম আয়নগুলি চার্জ এবং স্রাবের সময় স্থিতিশীল হোস্ট কাঠামো হিসাবে কাজ করে সক্রিয় পদার্থগুলিতে সংরক্ষণ করা হয়।লিথিয়াম-সালফার (Li-S) ব্যাটারিতে, কোন হোস্ট কাঠামো নেই।ডিসচার্জ করার সময়, লিথিয়াম অ্যানোড গ্রাস হয় এবং সালফার বিভিন্ন রাসায়নিক যৌগে রূপান্তরিত হয়;চার্জ করার সময়, বিপরীত প্রক্রিয়া সঞ্চালিত হয়।
এর সুবিধা কি কি?
একটি Li-S ব্যাটারি খুব হালকা সক্রিয় পদার্থ ব্যবহার করে: ধনাত্মক ইলেক্ট্রোডে সালফার এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড হিসাবে ধাতব লিথিয়াম।এই কারণেই এর তাত্ত্বিক শক্তির ঘনত্ব অসাধারণভাবে বেশি: লিথিয়াম-আয়নের চেয়ে চার গুণ বেশি।এটি বিমান এবং মহাকাশ শিল্পের জন্য এটিকে উপযুক্ত করে তোলে।
সফ্ট সলিড স্টেট ইলেক্ট্রোলাইটের উপর ভিত্তি করে সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল Li-S প্রযুক্তি নির্বাচন করেছে এবং পছন্দ করেছে।এই প্রযুক্তিগত পথটি খুব উচ্চ শক্তির ঘনত্ব, দীর্ঘ জীবন নিয়ে আসে এবং তরল ভিত্তিক Li-S (সীমিত জীবন, উচ্চ স্ব-স্রাব, …) এর প্রধান ত্রুটিগুলি কাটিয়ে ওঠে।
তদ্ব্যতীত, এই প্রযুক্তিটি কঠিন অবস্থার লিথিয়াম-আয়নের পরিপূরক যা এর উচ্চতর মাধ্যাকর্ষণ শক্তি ঘনত্বের (+30% Wh/kg এ ঝুঁকিতে)।
আমরা কখন এটা আশা করতে পারি?
প্রধান প্রযুক্তিগত বাধাগুলি ইতিমধ্যেই অতিক্রম করা হয়েছে এবং পরিপক্কতার স্তরটি সম্পূর্ণ স্কেল প্রোটোটাইপের দিকে খুব দ্রুত অগ্রসর হচ্ছে।
দীর্ঘ ব্যাটারি লাইফের জন্য প্রয়োজনীয় অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, এই প্রযুক্তিটি সলিড স্টেট লিথিয়াম-আয়নের পরেই বাজারে পৌঁছাবে বলে আশা করা হচ্ছে।
সলিড স্টেট ব্যাটারি
এটা কি?
সলিড স্টেট ব্যাটারি প্রযুক্তির পরিপ্রেক্ষিতে একটি দৃষ্টান্ত পরিবর্তনের প্রতিনিধিত্ব করে।আধুনিক লি-আয়ন ব্যাটারিতে, আয়নগুলি তরল ইলেক্ট্রোলাইট (যাকে আয়নিক পরিবাহিতাও বলা হয়) জুড়ে এক ইলেক্ট্রোড থেকে অন্য ইলেক্ট্রোডে চলে যায়।অল-সলিড স্টেট ব্যাটারিতে, তরল ইলেক্ট্রোলাইট একটি কঠিন যৌগ দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয় যা তা সত্ত্বেও লিথিয়াম আয়নগুলিকে এর মধ্যে স্থানান্তরিত করতে দেয়।এই ধারণাটি নতুন থেকে অনেক দূরে, কিন্তু গত 10 বছরে - নিবিড় বিশ্বব্যাপী গবেষণার জন্য ধন্যবাদ - কঠিন ইলেক্ট্রোলাইটের নতুন পরিবারগুলি খুব উচ্চ আয়নিক পরিবাহিতা সহ আবিষ্কৃত হয়েছে, তরল ইলেক্ট্রোলাইটের অনুরূপ, এই বিশেষ প্রযুক্তিগত বাধা অতিক্রম করার অনুমতি দেয়।
আজ,সফটগবেষণা ও উন্নয়নের প্রচেষ্টা 2টি প্রধান উপাদান প্রকারের উপর ফোকাস করে: পলিমার এবং অজৈব যৌগ, যা প্রক্রিয়াযোগ্যতা, স্থিতিশীলতা, পরিবাহিতা হিসাবে ভৌত-রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলির সমন্বয়কে লক্ষ্য করে …
এর সুবিধা কি কি?
প্রথম বিশাল সুবিধা হল সেল এবং ব্যাটারি স্তরে নিরাপত্তার একটি উল্লেখযোগ্য উন্নতি: কঠিন ইলেক্ট্রোলাইটগুলি তাদের তরল সমকক্ষের বিপরীতে উত্তপ্ত হলে অ-দাহ্য হয়।দ্বিতীয়ত, এটি উদ্ভাবনী, উচ্চ-ভোল্টেজের উচ্চ-ক্ষমতার উপকরণ ব্যবহার করার অনুমতি দেয়, স্ব-স্রাব হ্রাসের ফলে আরও ভাল শেলফ-লাইফ সহ ঘন, হালকা ব্যাটারি সক্ষম করে।অধিকন্তু, সিস্টেম স্তরে, এটি সরলীকৃত মেকানিক্সের পাশাপাশি তাপ এবং নিরাপত্তা ব্যবস্থাপনার মতো অতিরিক্ত সুবিধা নিয়ে আসবে।
যেহেতু ব্যাটারিগুলি উচ্চ শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত প্রদর্শন করতে পারে, সেগুলি বৈদ্যুতিক যানবাহনে ব্যবহারের জন্য আদর্শ হতে পারে।
আমরা কখন এটা আশা করতে পারি?
প্রযুক্তিগত অগ্রগতি অব্যাহত থাকায় বিভিন্ন ধরণের অল-সলিড স্টেট ব্যাটারি বাজারে আসার সম্ভাবনা রয়েছে।প্রথমটি হবে গ্রাফাইট-ভিত্তিক অ্যানোড সহ সলিড স্টেট ব্যাটারি, যা উন্নত শক্তি কর্মক্ষমতা এবং নিরাপত্তা নিয়ে আসে।সময়ের সাথে সাথে, ধাতব লিথিয়াম অ্যানোড ব্যবহার করে হালকা সলিড স্টেট ব্যাটারি প্রযুক্তি বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ হওয়া উচিত।
পোস্টের সময়: আগস্ট-০৩-২০২২