এই নামটি ঠিক করুন: মারিয়া হেলেনা ব্রাগা। এটি সাধারণত পর্তুগিজ নামের পিছনে, আমরা পোর্তো বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রকৌশল অনুষদের একজন গবেষককে খুঁজে পাই যিনি, তার কাজের জন্য ধন্যবাদ, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্রযুক্তির নিশ্চিত অগ্রগতিতে অবদান রাখতে পারেন।
তার অবদান ইলেক্ট্রোলাইট গ্লাস আবিষ্কারের চারপাশে আবর্তিত, এবং একটি নতুন প্রজন্মের ব্যাটারির জন্ম দিতে পারে - কঠিন অবস্থা - যা নিরাপদ, আরও পরিবেশগত, সাশ্রয়ী এবং 3 গুণ বেশি ক্ষমতা থাকতে পারে। কেন এই সমস্ত উত্সাহ তা বোঝার জন্য, লিথিয়াম-আয়ন (লি-আয়ন) ব্যাটারি সম্পর্কে জানা একটি ভাল ধারণা।
লি-আয়ন ব্যাটারি আজ সবচেয়ে সাধারণ। অন্যান্য ধরণের ব্যাটারির তুলনায় তাদের অনেক সুবিধা রয়েছে, তবে তাদের সীমাবদ্ধতাও রয়েছে।
আমরা তাদের স্মার্টফোন, বৈদ্যুতিক যান এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক ডিভাইসে খুঁজে পেতে পারি। প্রয়োজনীয় শক্তি সরবরাহ করতে, তারা অ্যানোড (ব্যাটারির নেতিবাচক দিক) এবং ক্যাথোড (ধনাত্মক দিক) এর মধ্যে লিথিয়াম আয়ন পরিবহনের জন্য একটি তরল ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করে।
এই তরল বিষয়টির মূলে রয়েছে। লিথিয়াম ব্যাটারির দ্রুত চার্জিং বা ডিসচার্জিং ডেনড্রাইট গঠনের দিকে নিয়ে যেতে পারে, যা লিথিয়াম ফিলামেন্ট (পরিবাহী)। এই ফিলামেন্টগুলি অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিটের কারণ হতে পারে যা আগুন এবং এমনকি বিস্ফোরণ ঘটাতে পারে।
মারিয়া হেলেনা ব্রাগার আবিষ্কার
কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট দিয়ে তরল ইলেক্ট্রোলাইট প্রতিস্থাপন করা ডেনড্রাইট গঠনে বাধা দেয়। এটি ছিল অবিকল একটি কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট যা মারিয়া হেলেনা ব্রাগা জর্জ ফেরেরার সাথে একসাথে আবিষ্কার করেছিলেন, যখন তারা ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি ফর এনার্জি অ্যান্ড জিওলজিতে কাজ করেছিলেন।
উদ্ভাবনের মধ্যে একটি কঠিন কাচের ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার জড়িত, যা ক্ষারীয় ধাতু (লিথিয়াম, কঠিন বা পটাসিয়াম) দ্বারা নির্মিত একটি অ্যানোড ব্যবহারের অনুমতি দেয়। এমন কিছু যা এখন পর্যন্ত সম্ভব হয়নি। একটি ভিট্রিয়াস ইলেক্ট্রোলাইটের ব্যবহার সম্ভাবনার একটি জগত খুলে দিয়েছে, যেমন ক্যাথোডের শক্তির ঘনত্ব বাড়ানো এবং ব্যাটারির জীবনচক্র প্রসারিত করা।
আবিষ্কারটি 2014 সালে একটি নিবন্ধে প্রকাশিত হয়েছিল এবং বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের দৃষ্টি আকর্ষণ করেছিল। জন গুডনেফ, আজকের লিথিয়াম ব্যাটারির "পিতা" অন্তর্ভুক্ত সম্প্রদায়। এটি 37 বছর আগে যে তিনি প্রযুক্তিগত অগ্রগতি সহ-আবিষ্কার করেছিলেন যা লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলিকে বাণিজ্যিকভাবে কার্যকর হতে দেয়। টেক্সাস বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন অধ্যাপক, 94 বছর বয়সী পর্তুগিজ গবেষকের আবিষ্কারের জন্য তার উত্সাহ ধরে রাখতে পারেননি।
মারিয়া হেলেনা ব্রাগার মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে ভ্রমণ করে জন গুডেনাফকে দেখাতে বেশি সময় লাগেনি যে তার ভিট্রিয়াস ইলেক্ট্রোলাইট তরল ইলেক্ট্রোলাইটের মতো একই গতিতে আয়ন পরিচালনা করতে পারে। তারপর থেকে, উভয়ই সলিড-স্টেট ব্যাটারি গবেষণা এবং উন্নয়নে সহযোগিতা করেছে। এই সহযোগিতা ইতিমধ্যে ইলেক্ট্রোলাইটের একটি নতুন সংস্করণ তৈরি করেছে।
সলিড-স্টেট ব্যাটারির সহযোগিতা ও উন্নয়নে গুডনফের হস্তক্ষেপ এই আবিষ্কারকে প্রয়োজনীয় বিশ্বাসযোগ্যতা দেওয়ার ক্ষেত্রে সহায়ক হয়েছে।
সলিড স্টেট ব্যাটারির সুবিধা
সুবিধাগুলি প্রতিশ্রুতিবদ্ধ:- ভোল্টেজ বৃদ্ধি যা একই ভলিউমের জন্য বৃহত্তর শক্তির ঘনত্বের অনুমতি দেবে - আরও কমপ্যাক্ট ব্যাটারির জন্য অনুমতি দেয়
- ডেনড্রাইট উৎপাদন ছাড়াই দ্রুত লোড করার অনুমতি দেয় - 1200 চক্রের বেশি
- আরো চার্জ/ডিসচার্জ চক্র যা দীর্ঘ ব্যাটারি লাইফের জন্য অনুমতি দেয়
- অবনতি ছাড়াই বৃহত্তর তাপমাত্রার পরিসরে কাজ করার অনুমতি দেয় - প্রথম ব্যাটারিগুলি -60º সেলসিয়াসে কাজ করতে সক্ষম হবে
- লিথিয়ামের পরিবর্তে সোডিয়ামের মতো উপকরণ ব্যবহারের জন্য সম্ভাব্য কম খরচে ধন্যবাদ
আরেকটি দুর্দান্ত সুবিধা হল যে কোষগুলি পরিবেশ বান্ধব উপকরণ দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে, যেমন উপরে উল্লিখিত সোডিয়াম, যা সমুদ্রের জল থেকে বের করা যেতে পারে। এমনকি তাদের পুনর্ব্যবহারযোগ্যতা একটি সমস্যা নয়। একমাত্র নেতিবাচক দিক, যদি আপনি এটিকে বলতে পারেন, তা হল এই কঠিন ব্যাটারিগুলি মাউন্ট করার জন্য একটি শুষ্ক এবং পছন্দসই অক্সিজেন-মুক্ত পরিবেশ প্রয়োজন।
মিস করবেন না: চাঙ্গা জাতীয় মহাসড়কে "বৈদ্যুতিক করিডোর"
মারিয়া হেলেনা ব্রাগা বলেছেন যে ইতিমধ্যেই সলিড স্টেট ব্যাটারি রয়েছে: মুদ্রা বা বোতাম কোষ, মুদ্রা আকারের ব্যাটারি যা ব্যবহার করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, কিছু ঘড়িতে। অন্যান্য মাত্রার ব্যাটারিও পরীক্ষাগারে পরীক্ষা করা হয়েছে।
একটি গাড়িতে এই ধরনের ব্যাটারি কখন ঘটবে?
মারিয়া হেলেনা ব্রাগার মতে, এটি এখন শিল্পের উপর নির্ভর করবে। এই গবেষক এবং গুডনেফ ইতিমধ্যে ধারণাটির বৈধতা প্রমাণ করেছেন। উন্নয়ন অন্যদের করতে হবে। অন্য কথায়, এটি আগামীকাল বা পরের বছর হবে না।
এই ল্যাবরেটরি অগ্রগতি থেকে বাণিজ্যিক পণ্যে সরানো একটি যথেষ্ট চ্যালেঞ্জ। বৈদ্যুতিক যানবাহনে এই নতুন ধরনের ব্যাটারি প্রয়োগ করতে দেখতে আরও 15 বছর সময় লাগতে পারে।
মূলত, এই নতুন ধরণের ব্যাটারির শিল্পায়ন এবং বাণিজ্যিকীকরণের অনুমতি দেয় এমন মাপযোগ্য এবং ব্যয়-কার্যকর শিল্প প্রক্রিয়াগুলি সন্ধান করা প্রয়োজন। আরেকটি কারণ লিথিয়াম ব্যাটারির অগ্রগতিতে সবচেয়ে বৈচিত্র্যময় সত্ত্বার দ্বারা ইতিমধ্যেই করা বৃহৎ বিনিয়োগের সাথে সম্পর্কিত। সবচেয়ে জনপ্রিয় উদাহরণ হবে টেসলার গিগাফ্যাক্টরি।
অন্য কথায়, পরবর্তী 10 বছরে আমাদের লিথিয়াম ব্যাটারির বিবর্তন দেখতে থাকা উচিত। তাদের শক্তির ঘনত্ব প্রায় 50% বৃদ্ধি পাবে এবং তাদের খরচ 50% হ্রাস পাবে বলে আশা করা হচ্ছে। সলিড-স্টেট ব্যাটারিতে স্বয়ংচালিত শিল্পে দ্রুত পরিবর্তন আশা করা যায় না।
বিভিন্ন রাসায়নিক বিক্রিয়া সহ অন্যান্য ধরণের ব্যাটারির দিকেও বিনিয়োগ করা হচ্ছে, যা বর্তমান লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির চেয়ে 20 গুণ বেশি শক্তির ঘনত্ব অর্জন করতে পারে। কঠিন ব্যাটারি দ্বারা অর্জিত তিনগুণ বেশি না শুধুমাত্র এটি উচ্চতর, কিন্তু, কারো মতে, এটি এর আগে বাজারে পৌঁছাতে পারে।
যাইহোক, বৈদ্যুতিক গাড়ির জন্য ভবিষ্যত পরিস্থিতি আশাব্যঞ্জক বলে মনে হচ্ছে। এই ধরনের অগ্রিমই শেষ পর্যন্ত অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন সহ যানবাহনের সমতুল্য প্রতিযোগিতার স্তরের জন্য অনুমতি দেওয়া উচিত। তবুও, এই সমস্ত অগ্রগতির সাথে, যেমন মারিয়া হেলেনা ব্রাগার এই আবিষ্কার, বৈদ্যুতিক যানবাহনগুলিকে বৈশ্বিক বাজারের 70-80% ভাগে পৌঁছতে আরও 50 বছর সময় লাগতে পারে৷