কেন স্মার্টফোন এই নতুন ব্যাটারি টেক দিয়ে আপগ্রেড পেতে পারে

মানুষের তুলনায় বিশ্বের আরো মোবাইল ফোন আছে। প্রায় সবগুলি রিচার্জযোগ্য লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির দ্বারা পরিচালিত হয়, যা গত কয়েক দশক ধরে পোর্টেবল ইলেকট্রনিক্স বিপ্লবকে সক্ষম করে একক গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। বিশেষত ভারী ছাড়া, অন্তত কয়েক ঘণ্টা স্থায়ীভাবে পাওয়ার ক্ষমতা থাকলে তাদের কোনও ডিভাইস ব্যবহারকারীদের কাছে আকর্ষণীয় হবে না।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারীগুলি বড় অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রেও কার্যকর, যেমন বৈদ্যুতিক যানবাহন এবং স্মার্ট-গ্রিড শক্তির স্টোরেজ সিস্টেম। এবং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির উন্নতির জন্য উপকরণ বিজ্ঞানের গবেষকদের উদ্ভাবনগুলি আরও ভাল ব্যাটারির জন্য এমনকি আরও ব্যাটারির জন্য পথ তৈরি করছে। উচ্চ ক্ষমতা ব্যাটারীগুলির জন্য ইতিমধ্যেই চাহিদা রয়েছে যা আগুন বা বিস্ফোরণ ঘটবে না। এবং অনেকেই ছোট, হালকা ব্যাটারির স্বপ্ন দেখেছেন যা কয়েক মিনিটের মধ্যে চার্জ করে - এমনকি এমনকি সেকেন্ডে - এমনকি দিনের জন্য ডিভাইসটিকে শক্ত করার জন্য যথেষ্ট শক্তি সঞ্চয় করে।

আমার মতো গবেষকরা এমনকি আরও সাহসিকতার সাথে চিন্তা করছেন। গাড়িগুলি এবং গ্রিড-স্টোরেজ সিস্টেমগুলি আরও ভাল হবে যদি তারা ছাড়িয়ে যেতে পারে এবং বহু বছর ধরে হাজার হাজার বার বা এমনকি কয়েক দশক ধরে রিচার্জ করে। রক্ষণাবেক্ষণ কর্মী এবং গ্রাহকরা ব্যাটারী পছন্দ করবে যা নিজেদের নজরদারি করতে পারে এবং ক্ষতিগ্রস্ত হলে সতর্কতা পাঠাতে পারে না বা চরম পারফরমেন্সে কাজ করতে পারে না - এমনকি নিজেদেরকে ঠিক করতে সক্ষম হয়েছিল। এবং এটি একটি আইটেমের কাঠামোর মধ্যে একত্রিত ডুয়াল-উদ্দেশ্য ব্যাটারির স্বপ্নের জন্য অনেক বেশি নাও হতে পারে, এটি একটি স্মার্টফোনের, গাড়ী বা বিল্ডিংয়ের আকারকে আকারে রূপান্তরিত করার সময় এটির ফাংশনগুলিকে শক্তিশালী করে।

আমার গবেষণা এবং অন্যান্যদের সাহায্যকারী বিজ্ঞানীরা এবং প্রকৌশলীগণ ব্যক্তিগত পারমাণবিক স্কেলে বস্তু নিয়ন্ত্রণ ও পরিচালনা করার ক্ষেত্রে আরও বেশি দক্ষ হয়ে ওঠে।

উত্থাপিত সামগ্রী

বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, শক্তির সংগ্রহস্থলের অগ্রগতি পদার্থ বিজ্ঞানের অব্যাহত বিকাশের উপর নির্ভর করবে, বিদ্যমান ব্যাটারি উপকরণগুলির কার্যকারিতা সীমাবদ্ধ করবে এবং সম্পূর্ণরূপে নতুন ব্যাটারি কাঠামো এবং রচনাগুলি বিকাশ করবে।

ব্যাটারি শিল্প ইতোমধ্যে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির খরচ কমাতে কাজ করছে, যার মধ্যে রয়েছে ক্যাথোড নামে তাদের ইতিবাচক ইলেকট্রোডগুলি থেকে ব্যয়বহুল কোবল্ট অপসারণ করা। এটি এই ব্যাটারির মানুষের খরচও কমাবে কারণ কঙ্গোতে বিশ্বের অনেকগুলি খনি কোবল্টের প্রধান উত্স, শিশুকে কঠিন ম্যানুয়াল শ্রম করতে ব্যবহার করে।

আরও দেখুন: এই অর্ধ ব্যাটারি, অর্ধ সৌর কোষ হাইব্রিড একটি মোট গেম চেঞ্জার হতে পারে

গবেষকরা কোবল্ট-ধারণকারী উপকরণ প্রতিস্থাপনের উপায়গুলি বেশিরভাগ নিকেল তৈরি করে ক্যাথোডগুলি দিয়ে সন্ধান করছেন। অবশেষে, তারা ম্যাকানিজের সাথে নিকেলের প্রতিস্থাপন করতে সক্ষম হতে পারে। ঐ ধাতুগুলির প্রত্যেকটি তার পূর্বসুরীর চেয়ে কম, বেশি পরিমাণে এবং নিরাপদ। কিন্তু তারা একটি বাণিজ্য বন্ধ সঙ্গে আসে, কারণ তাদের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা তাদের ব্যাটারির জীবনকালকে ছোট করে।

গবেষকরা লিথিয়াম আয়নগুলিকে প্রতিস্থাপন করতেও আগ্রহী যা আয়ন এবং ইলেক্ট্রোলাইটগুলির সাথে দুটি ইলেক্ট্রোডের মধ্যে শাটল যা সস্তা এবং সম্ভাব্য নিরাপদ হতে পারে, যেমন সোডিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম, দস্তা বা অ্যালুমিনিয়ামের উপর ভিত্তি করে।

আমার গবেষণা গ্রুপ দরকারী ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্যাবলী সঙ্গে পদার্থের মূলত অত্যন্ত পাতলা শীট, দ্বি-মাত্রিক উপকরণ ব্যবহার করার সম্ভাবনার দিকে তাকান। গ্রেফিন সম্ভবত এদের মধ্যে সর্বাধিক পরিচিত - কার্বন একটি শীট মাত্র এক পরমাণু পুরু। আমরা বিভিন্ন দ্বি-মাত্রিক উপকরণ স্তর স্তর স্ট্যাকিং এবং তারপর জল বা অন্যান্য পরিবাহী তরল সঙ্গে স্ট্যাক infiltrating কিনা দেখতে চান ব্যাটারি খুব গুরুত্বপূর্ণ রিচার্জ যে ব্যাটারি হতে পারে।

ব্যাটারি ভিতরে খুঁজছেন

এটি কেবল নতুন উদ্ভাবনের বিশ্বে সম্প্রসারিত নয় এমন নতুন উপকরণ নয়: নতুন সরঞ্জাম এবং পদ্ধতিগুলি গবেষকরা দেখতে পান যে ব্যাটারির অভ্যন্তরে কি ঘটছে তা একবার সম্ভব চেয়ে বেশি সহজে।

অতীতে, গবেষকরা একটি বিশেষ চার্জ-ডিসচার্জ প্রক্রিয়া বা চক্রের সংখ্যা মাধ্যমে একটি ব্যাটারি চালিত, এবং তারপর ব্যাটারি থেকে উপাদান মুছে ফেলা এবং সত্য পরে এটি পরীক্ষা। শুধুমাত্র তখনই পণ্ডিতরা জানতে পারে যে প্রক্রিয়া চলাকালীন কোন রাসায়নিক পরিবর্তন ঘটেছে এবং ব্যাটারি আসলে কীভাবে কাজ করেছে এবং এর কার্যকারিতা কী প্রভাব ফেলেছে তা অনুমান করে।

কিন্তু এখন, গবেষকরা শক্তির স্টোরেজ প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে ব্যাটারি উপকরণগুলি দেখতে পারেন, এমনকি তাদের পরমাণু কাঠামো এবং বাস্তব সময়ে রচনা বিশ্লেষণ করতে পারেন। আমরা উন্নততর স্পট্রোস্কোপি কৌশলগুলি ব্যবহার করতে পারি, যেমন X- র কৌশলগুলি একটি ধরণের কণার অ্যাক্সিলারেটরের সাথে উপলব্ধ একটি সিঙ্ক্রোট্রন নামক - এবং সেইসাথে ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ এবং স্ক্যানিং প্রোবের সাথে পাওয়া যায় - আয়নগুলি সরানো এবং শারীরিক কাঠামোগুলি পরিবর্তন করে যাতে শক্তির মধ্যে সংরক্ষণ করা হয় এবং সামগ্রী থেকে মুক্তি দেওয়া হয়। একটি ব্যাটারি।

আরও দেখুন: ব্যাটারী ব্রেকথ্রু কিভাবে সেকেন্ডে চার্জ করে এমন বৈদ্যুতিক গাড়িগুলিতে নেতৃত্ব দেয়

যারা পদ্ধতি আমার মত গবেষকরা নতুন ব্যাটারি কাঠামো এবং উপকরণ কল্পনা করা যাক, তাদের করা এবং কিভাবে ভাল - না না - তারা কাজ। এইভাবে, আমরা ব্যাটারি উপকরণ বিপ্লব চলতে সক্ষম হবে।

এই নিবন্ধটি মূলত দ্য কথোপকথন বাই ভেরোনিকা অগাস্টিনে প্রকাশিত হয়েছিল। এখানে মূল নিবন্ধ পড়ুন।