ସମ୍ପାଦକଙ୍କ ଟିପ୍ପଣୀ: ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ହେଉଛି ସବୁଜ ପୃଥିବୀର ଭବିଷ୍ୟତ, ଏବଂ ବ୍ୟାଟେରୀ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ହେଉଛି ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ମୂଳଦୁଆ ଏବଂ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ବୃହତ ପରିମାଣର ବିକାଶକୁ ସୀମିତ କରିବାର ଚାବିକାଠି। ବର୍ତ୍ତମାନର ମୁଖ୍ୟଧାରାର ବ୍ୟାଟେରୀ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ହେଉଛି ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ, ଯାହାର ଭଲ ଶକ୍ତି ଘନତା ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଦକ୍ଷତା ଅଛି। ତଥାପି, ଲିଥିୟମ ହେଉଛି ଉଚ୍ଚ ମୂଲ୍ୟ ଏବଂ ସୀମିତ ସମ୍ବଳ ସହିତ ଏକ ବିରଳ ଉପାଦାନ। ସେହି ସମୟରେ, ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ଉତ୍ସର ବ୍ୟବହାର ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀର ଶକ୍ତି ଘନତା ଆଉ ଯଥେଷ୍ଟ ନୁହେଁ। କିପରି ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଦେବେ? ମୟଙ୍କ ଜୈନ କିଛି ବ୍ୟାଟେରୀ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାର ସମୀକ୍ଷା କରିଛନ୍ତି ଯାହା ଭବିଷ୍ୟତରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇପାରେ। ମୂଳ ଲେଖାଟି ମାଧ୍ୟମ ରେ ପ୍ରକାଶିତ ହୋଇଥିଲା ଯାହା ଶୀର୍ଷକ ଥିଲା: ବ୍ୟାଟେରୀ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ଭବିଷ୍ୟତ।
ପୃଥିବୀ ଶକ୍ତିରେ ପରିପୂର୍ଣ୍ଣ, ଏବଂ ଆମେ ସେହି ଶକ୍ତିକୁ ଧରିବା ଏବଂ ତାହାର ସଦୁପଯୋଗ କରିବା ପାଇଁ ଯାହା ସମ୍ଭବ ତାହା କରୁଛୁ। ଯଦିଓ ଆମେ ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ଆଡକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନରେ ଭଲ କାମ କରିଛୁ, କିନ୍ତୁ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ କରିବାରେ ଆମେ ବହୁତ ଅଗ୍ରଗତି କରିନାହୁଁ।
ବର୍ତ୍ତମାନ, ବ୍ୟାଟେରୀ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ସର୍ବୋଚ୍ଚ ମାନକ ହେଉଛି ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ। ଏହି ବ୍ୟାଟେରୀର ସର୍ବୋତ୍ତମ ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱ, ଉଚ୍ଚ ଦକ୍ଷତା (ପ୍ରାୟ 99%) ଏବଂ ଦୀର୍ଘ ଜୀବନକାଳ ଥିବା ମନେହୁଏ।
ତେବେ କ’ଣ ଅସୁବିଧା? ଆମେ ଯେଉଁ ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ସଂଗ୍ରହ କରୁଛୁ ତାହା ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀର ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱ ଆଉ ଯଥେଷ୍ଟ ନୁହେଁ।
ଯେହେତୁ ଆମେ ବ୍ୟାଚ୍ରେ ବ୍ୟାଟେରୀ ଉତ୍ପାଦନ ଜାରି ରଖିପାରୁଛୁ, ଏହା ଏକ ବଡ଼ କଥା ପରି ମନେ ହେଉନାହିଁ, କିନ୍ତୁ ସମସ୍ୟା ହେଉଛି ଯେ ଲିଥିୟମ୍ ଏକ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ବିରଳ ଧାତୁ, ତେଣୁ ଏହାର ମୂଲ୍ୟ କମ୍ ନୁହେଁ। ଯଦିଓ ବ୍ୟାଟେରୀ ଉତ୍ପାଦନ ଖର୍ଚ୍ଚ ହ୍ରାସ ପାଉଛି, ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣର ଆବଶ୍ୟକତା ମଧ୍ୟ ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଉଛି।
ଆମେ ଏପରି ଏକ ସ୍ଥାନରେ ପହଞ୍ଚିଛୁ ଯେଉଁଠାରେ ଲିଥିୟମ ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ ତିଆରି ହେବା ପରେ, ଏହା ଶକ୍ତି ଶିଳ୍ପ ଉପରେ ଏକ ବଡ଼ ପ୍ରଭାବ ପକାଇବ।
ଜୀବାଶ୍ମ ଇନ୍ଧନର ଅଧିକ ଶକ୍ତି ଘନତା ଏକ ସତ୍ୟ, ଏବଂ ଏହା ଏକ ବିରାଟ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ କାରଣ ଯାହା ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ଉପରେ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ନିର୍ଭରଶୀଳତାକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ବାଧା ଦିଏ। ଆମକୁ ଏପରି ବ୍ୟାଟେରୀ ଆବଶ୍ୟକ ଯାହା ଆମ ଓଜନ ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ଶକ୍ତି ନିର୍ଗତ କରେ।
ଲିଥିୟମ୍-ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ କିପରି କାମ କରେ
ଲିଥିୟମ୍ ବ୍ୟାଟେରୀର କାର୍ଯ୍ୟ ପ୍ରଣାଳୀ ସାଧାରଣ AA କିମ୍ବା AAA ରାସାୟନିକ ବ୍ୟାଟେରୀ ସହିତ ସମାନ। ଏଗୁଡ଼ିକରେ ଆନୋଡ୍ ଏବଂ କ୍ୟାଥୋଡ୍ ଟର୍ମିନାଲ ଏବଂ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଥାଏ। ସାଧାରଣ ବ୍ୟାଟେରୀ ପରି, ଲିଥିୟମ୍-ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀରେ ଡିସଚାର୍ଜ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପ୍ରତିବର୍ତ୍ତନୀୟ ହୋଇଥାଏ, ତେଣୁ ବ୍ୟାଟେରୀକୁ ବାରମ୍ବାର ରିଚାର୍ଜ କରାଯାଇପାରିବ।
କ୍ୟାଥୋଡ୍ (+ ଟର୍ମିନାଲ) ଲିଥିୟମ୍ ଲୁହା ଫସଫେଟ୍ ରେ ତିଆରି, ଆନୋଡ୍ (-ଟର୍ମିନାଲ) ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ରେ ତିଆରି, ଏବଂ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ କାର୍ବନ ରେ ତିଆରି। ବିଦ୍ୟୁତ୍ କେବଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ର ପ୍ରବାହ। ଏହି ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ଆନୋଡ୍ ଏବଂ କ୍ୟାଥୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନଗୁଡ଼ିକୁ ଘୁଞ୍ଚାଇ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଉତ୍ପାଦନ କରନ୍ତି।
ଚାର୍ଜ ହେଲେ, ଆୟନଗୁଡ଼ିକ ଆନୋଡକୁ ଚାଲିଯାଏ, ଏବଂ ଯେତେବେଳେ ଡିସଚାରିଯାଏ, ଆୟନଗୁଡ଼ିକ କ୍ୟାଥୋଡକୁ ଚାଲିଯାଏ।
ଆୟନଗୁଡ଼ିକର ଏହି ଗତି ସର୍କିଟରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନଗୁଡ଼ିକର ଗତିକୁ ଘଟାଇଥାଏ, ତେଣୁ ଲିଥିୟମ ଆୟନ ଗତି ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ ଗତି ସମ୍ପର୍କିତ।
ସିଲିକନ୍ ଆନୋଡ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ
BMW ଭଳି ଅନେକ ବଡ଼ କାର୍ କମ୍ପାନୀ ସିଲିକନ୍ ଆନୋଡ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ବିକାଶରେ ନିବେଶ କରୁଛନ୍ତି। ସାଧାରଣ ଲିଥିୟମ୍-ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ପରି, ଏହି ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ଲିଥିୟମ୍ ଆନୋଡ୍ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି, କିନ୍ତୁ କାର୍ବନ-ଆଧାରିତ ଆନୋଡ୍ ବଦଳରେ, ସେମାନେ ସିଲିକନ୍ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି।
ଏକ ଆନୋଡ୍ ଭାବରେ, ସିଲିକନ୍ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଅପେକ୍ଷା ଭଲ କାରଣ ଲିଥିୟମ୍ ଧରି ରଖିବା ପାଇଁ 4ଟି କାର୍ବନ ପରମାଣୁ ଆବଶ୍ୟକ କରେ, ଏବଂ 1 ସିଲିକନ୍ ପରମାଣୁ 4ଟି ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ଧରିପାରିବ। ଏହା ଏକ ପ୍ରମୁଖ ଅପଗ୍ରେଡ୍ ... ଯାହା ସିଲିକନ୍କୁ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଅପେକ୍ଷା 3 ଗୁଣ ଅଧିକ ଶକ୍ତିଶାଳୀ କରିଥାଏ।
ତଥାପି, ଲିଥିୟମର ବ୍ୟବହାର ଏବେ ବି ଏକ ଦୁଇଧାରୀ ଖଣ୍ଡା। ଏହି ସାମଗ୍ରୀ ଏବେ ବି ମହଙ୍ଗା, କିନ୍ତୁ ସିଲିକନ୍ ସେଲ୍ସକୁ ଉତ୍ପାଦନ ସୁବିଧା ସ୍ଥାନାନ୍ତର କରିବା ମଧ୍ୟ ସହଜ। ଯଦି ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭିନ୍ନ, ତେବେ କାରଖାନାକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ପୁନଃନିର୍ମାଣ କରିବାକୁ ପଡିବ, ଯାହା ଫଳରେ ସୁଇଚିଂର ଆକର୍ଷଣ ସାମାନ୍ୟ ହ୍ରାସ ପାଇବ।
ସିଲିକନ୍ ଆନୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକୁ ବାଲିକୁ ବିଶୋଧନ କରି ତିଆରି କରାଯାଏ ଯାହା ଦ୍ୱାରା ଶୁଦ୍ଧ ସିଲିକନ୍ ଉତ୍ପାଦନ ହୁଏ, କିନ୍ତୁ ଗବେଷକମାନେ ବର୍ତ୍ତମାନ ଯେଉଁ ସବୁଠାରୁ ବଡ଼ ସମସ୍ୟାର ସମ୍ମୁଖୀନ ହୁଅନ୍ତି ତାହା ହେଉଛି ବ୍ୟବହାର ସମୟରେ ସିଲିକନ୍ ଆନୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକ ଫୁଲିଯାଏ। ଏହା ବ୍ୟାଟେରୀକୁ ବହୁତ ଶୀଘ୍ର ନଷ୍ଟ କରିପାରେ। ବହୁ ପରିମାଣରେ ଆନୋଡ୍ ଉତ୍ପାଦନ କରିବା ମଧ୍ୟ କଷ୍ଟକର।
ଗ୍ରାଫିନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ
ଗ୍ରାଫିନ୍ ହେଉଛି ଏକ ପ୍ରକାରର କାର୍ବନ ଫ୍ଲେକ୍ ଯାହା ପେନସିଲ୍ ପରି ସମାନ ସାମଗ୍ରୀ ବ୍ୟବହାର କରେ, କିନ୍ତୁ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଫ୍ଲେକ୍ସ ସହିତ ଯୋଡ଼ିବା ପାଇଁ ବହୁତ ସମୟ ଲାଗେ। ଗ୍ରାଫିନ୍ ଅନେକ ବ୍ୟବହାର କ୍ଷେତ୍ରରେ ଏହାର ଉତ୍କୃଷ୍ଟ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ପାଇଁ ପ୍ରଶଂସିତ ହୁଏ ଏବଂ ବ୍ୟାଟେରୀ ସେମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ।
କିଛି କମ୍ପାନୀ ଏପରି ଗ୍ରାଫିନ ବ୍ୟାଟେରୀ ଉପରେ କାମ କରୁଛନ୍ତି ଯାହା କିଛି ମିନିଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଚାର୍ଜ ହୋଇପାରିବ ଏବଂ ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ ଅପେକ୍ଷା 33 ଗୁଣ ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ଡିସଚାର୍ଜ ହୋଇପାରିବ। ଏହା ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନ ପାଇଁ ବହୁତ ମୂଲ୍ୟବାନ।
ଫୋମ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ
ବର୍ତ୍ତମାନ, ପାରମ୍ପରିକ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ଦ୍ୱି-ପରିମାଣୀୟ। ସେଗୁଡ଼ିକ ଲିଥିୟମ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ପରି ଷ୍ଟାକ୍ ହୋଇଥାଏ କିମ୍ବା ସାଧାରଣ AA କିମ୍ବା ଲିଥିୟମ୍-ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ପରି ଗୁଡ଼ାଯାଇଥାଏ।
ଫୋମ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ଏକ ନୂତନ ଧାରଣା ଯାହା 3D ସ୍ଥାନରେ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଚାର୍ଜର ଗତିକୁ ଜଡିତ କରେ।
ଏହି 3-ଡାଇମେନ୍ସନାଲ ଗଠନ ଚାର୍ଜିଂ ସମୟକୁ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ କରିପାରିବ ଏବଂ ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିପାରିବ, ଏଗୁଡ଼ିକ ବ୍ୟାଟେରୀର ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଗୁଣ। ଅଧିକାଂଶ ଅନ୍ୟ ବ୍ୟାଟେରୀ ତୁଳନାରେ, ଫୋମ୍ ବ୍ୟାଟେରୀରେ କୌଣସି କ୍ଷତିକାରକ ତରଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ନାହିଁ।
ଫୋମ୍ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ତରଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ବଦଳରେ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି। ଏହି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ କେବଳ ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ପରିଚାଳନା କରେ ନାହିଁ, ବରଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକୁ ମଧ୍ୟ ଇନସୁଲେଟ୍ କରେ।
ବ୍ୟାଟେରୀର ନକାରାତ୍ମକ ଚାର୍ଜକୁ ଧରି ରଖିଥିବା ଆନୋଡ୍ ଫୋମ୍ ହୋଇଥିବା ତମ୍ବାରେ ତିଆରି ଏବଂ ଆବଶ୍ୟକୀୟ ସକ୍ରିୟ ସାମଗ୍ରୀ ସହିତ ଆବୃତ।
ତା'ପରେ ଆନୋଡ୍ ଚାରିପାଖରେ ଏକ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଏ।
ଶେଷରେ, ବ୍ୟାଟେରୀ ଭିତରେ ଥିବା ଖାଲି ସ୍ଥାନଗୁଡ଼ିକୁ ପୂରଣ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ତଥାକଥିତ "ସକାରାତ୍ମକ ପେଷ୍ଟ" ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ।
ଆଲୁମିନିୟମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ
ଏହି ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ଯେକୌଣସି ବ୍ୟାଟେରୀ ତୁଳନାରେ ସର୍ବାଧିକ ଶକ୍ତି ଘନତା ରଖେ। ଏହାର ଶକ୍ତି ବର୍ତ୍ତମାନର ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଏବଂ ହାଲୁକା। କିଛି ଲୋକ ଦାବି କରନ୍ତି ଯେ ଏହି ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ 2,000 କିଲୋମିଟର ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନବାହନ ଯୋଗାଇ ପାରିବେ। ଏହି ଧାରଣା କ’ଣ? ସୂଚନା ପାଇଁ, ଟେସଲାର ସର୍ବାଧିକ କ୍ରୁଇଜିଂ ପରିସର ପ୍ରାୟ 600 କିଲୋମିଟର।
ଏହି ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକର ସମସ୍ୟା ହେଉଛି ଏଗୁଡ଼ିକୁ ଚାର୍ଜ କରାଯାଇପାରିବ ନାହିଁ। ଏଗୁଡ଼ିକ ଆଲୁମିନିୟମ ହାଇଡ୍ରୋକ୍ସାଇଡ୍ ଉତ୍ପାଦନ କରନ୍ତି ଏବଂ ଜଳ-ଭିତ୍ତିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟରେ ଆଲୁମିନିୟମ ଏବଂ ଅମ୍ଳଜାନର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ମାଧ୍ୟମରେ ଶକ୍ତି ମୁକ୍ତ କରନ୍ତି। ବ୍ୟାଟେରୀ ବ୍ୟବହାର ଆନୋଡ୍ ଭାବରେ ଆଲୁମିନିୟମ ବ୍ୟବହାର କରେ।
ସୋଡିୟମ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ
ବର୍ତ୍ତମାନ, ଜାପାନୀ ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ ଲିଥିୟମ ବଦଳରେ ସୋଡିୟମ ବ୍ୟବହାର କରୁଥିବା ବ୍ୟାଟେରୀ ତିଆରି କରିବା ଉପରେ କାମ କରୁଛନ୍ତି।
ଏହା ବିପର୍ଯ୍ୟସ୍ତ ହେବ, କାରଣ ସୋଡିୟମ୍ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ତତ୍ତ୍ୱଗତ ଭାବରେ ଲିଥିୟମ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ତୁଳନାରେ 7 ଗୁଣ ଅଧିକ ଦକ୍ଷ। ଆଉ ଏକ ବଡ଼ ସୁବିଧା ହେଉଛି ଯେ ଲିଥିୟମ୍ ତୁଳନାରେ ସୋଡିୟମ୍ ପୃଥିବୀର ଭଣ୍ଡାରରେ ଷଷ୍ଠ ସବୁଠାରୁ ଧନୀ ଉପାଦାନ, ଯାହା ଏକ ବିରଳ ମୌଳିକ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଡିସେମ୍ବର-୦୨-୨୦୧୯