বিজ্ঞানীরা লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারিগুলি স্ব-নিরাময় এবং সহজে পুনর্ব্যবহারযোগ্য করতে নতুন উপাদান তৈরি করেছেন।

|

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক শর্টগুলি বিকাশের জন্য কুখ্যাত যা কোনও ব্যাটারির তরল বৈদ্যুতিন জ্বালাতে পারে, যার ফলে বিস্ফোরণ এবং আগুন লাগে। ইলিনয় বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রকৌশলীরা অবশ্য একটি শক্ত পলিম-ভিত্তিক বৈদ্যুতিন বিকাশ করেছেন যা ক্ষতির পরে স্ব-নিরাময় করতে পারে — এবং কঠোর রাসায়নিক বা উচ্চ তাপমাত্রা ব্যবহার না করে উপাদানটি পুনর্ব্যবহার করা যায়। নতুন গবেষণা, যা নির্মাতাদের পুনর্ব্যবহারযোগ্য, স্ব-নিরাময় বাণিজ্যিক ব্যাটারি উত্পাদন করতে সহায়তা করতে পারে, আমেরিকান কেমিক্যাল সোসাইটির জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি চার্জ এবং স্রাবের একাধিক চক্রের মধ্য দিয়ে যায়, এগুলি ডেন্ড্রাইটস নামে শক্ত লিথিয়ামের ছোট, শাখার মতো কাঠামোগত বিকাশ করে, গবেষকরা বলেছিলেন। তিনতলা ‘ওয়াটার ব্যাটারি’ ইতিমধ্যে এক মাসে বিশ্ববিদ্যালয়ের বৈদ্যুতিক ব্যয় স্ল্যাশ করেছে। এই কাঠামোগুলি ব্যাটারির আয়ু হ্রাস করে, হটস্পট এবং বৈদ্যুতিক হাফপ্যান্ট সৃষ্টি করে এবং কখনও কখনও ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ অংশগুলিকে পঙ্কার করতে যথেষ্ট বড় হয়, যার ফলে বৈদ্যুতিন এবং বৈদ্যুতিন তরলগুলির মধ্যে বিস্ফোরক রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে। গবেষকরা জানিয়েছেন, রসায়নবিদ ও ইঞ্জিনিয়ারদের লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে তরল ইলেক্ট্রোলাইটগুলি সিরামিক বা পলিমারের মতো শক্ত পদার্থের সাথে প্রতিস্থাপনের জন্য চাপ দেওয়া হয়েছে, গবেষকরা বলেছেন।

যাইহোক, এই উপাদানগুলির মধ্যে অনেকগুলি অনমনীয় এবং ভঙ্গুর যার ফলশ্রুতিতে বৈদ্যুতিন থেকে ইলেক্ট্রোডের যোগাযোগ কম হয় এবং পরিবাহিতা হ্রাস পায়। “সলিড আয়ন-পরিচালনা পলিমার অ-তরল বৈদ্যুতিন বিকাশের জন্য একটি বিকল্প,” ব্রায়ান জিং, একটি উপকরণ বিজ্ঞান এবং প্রকৌশল স্নাতক শিক্ষার্থী এবং অধ্যয়নের সহ-লেখক বলেছিলেন। “তবে ব্যাটারির মধ্যে উচ্চ-তাপমাত্রার পরিস্থিতি বেশিরভাগ পলিমারগুলিকে গলে যেতে পারে, এর ফলে আবার ডেন্ড্রাইটস এবং ব্যর্থতা দেখা দেয়। প্রথম সম্পূর্ণ রিচার্জেযোগ্য কার্বন ডাই অক্সাইড ব্যাটারি লিথিয়াম আয়নের তুলনায় সাতবার বেশি দক্ষ অতীত অধ্যয়নগুলি পলিমার স্ট্র্যান্ডের একটি নেটওয়ার্ক ব্যবহার করে শক্ত ইলেক্ট্রোলাইট তৈরি করেছে যা একটি রাবারি লিথিয়াম কন্ডাক্টর গঠনের জন্য ক্রস-লিঙ্কযুক্ত। এই পদ্ধতিটি ডেন্ড্রাইটগুলির বৃদ্ধিকে বিলম্বিত করে; তবে, এই উপকরণগুলি জটিল এবং ক্ষতির পরে পুনরুদ্ধার বা নিরাময় করা যায় না, জিং বলেছেন। এই সমস্যাটি সমাধান করার জন্য, গবেষকরা একটি নেটওয়ার্ক পলিমার ইলেক্ট্রোলাইট তৈরি করেছেন যাতে ক্রস-লিঙ্ক পয়েন্টটি বিনিময় প্রতিক্রিয়াগুলি অতিক্রম করতে পারে এবং পলিমার স্ট্র্যান্ডগুলি অদলবদল করতে পারে। লিনিয়ার পলিমারের বিপরীতে, এই নেটওয়ার্কগুলি প্রকৃতপক্ষে উত্তাপের পরে কঠোর হয়, যা ডেনড্রাইট সমস্যাটিকে সম্ভাব্যভাবে হ্রাস করতে পারে, গবেষকরা বলেছেন।

অধিকন্তু, এগুলি সহজেই ভেঙে ফেলা যায় এবং ক্ষতির পরে একটি নেটওয়ার্ক কাঠামোতে সংহত হয়, তাদের পুনর্ব্যবহারযোগ্য করে তোলে এবং তারা ক্ষতিগ্রস্থ হওয়ার পরে চালকতা পুনরুদ্ধার করে কারণ তারা স্ব-নিরাময় হয়। ছবিটি এল। ব্রায়ান স্টাফার / ইলিনয় বিশ্ববিদ্যালয় জিং বলেন, “এই নতুন নেটওয়ার্ক পলিমারটি হিটিংয়ের সাথে পরিবাহিতা এবং কঠোরতা উভয়ই বৃদ্ধি করার লক্ষণীয় সম্পত্তি দেখায়, যা প্রচলিত পলিমার ইলেক্ট্রোলাইটে দেখা যায় না। “বেশিরভাগ পলিমারের জন্য শক্তিশালী অ্যাসিড এবং উচ্চ তাপমাত্রা ভেঙে ফেলার প্রয়োজন হয়,” উপকরণ বিজ্ঞান এবং প্রকৌশল অধ্যাপক এবং প্রধান লেখক ক্রিস্টোফার ইভানস বলেছিলেন। “আমাদের উপাদানগুলি ঘরের তাপমাত্রায় পানিতে দ্রবীভূত হয়, এটি একটি খুব শক্তি-দক্ষ এবং পরিবেশ বান্ধব প্রক্রিয়া করে।” যদিও গবেষকরা স্বীকার করেছেন যে ব্যাটারিগুলিতে যে উপাদানগুলি আজ ব্যবহৃত হয় তার সাথে তুলনামূলকভাবে ব্যবহার করার আগে আরও কাজ করা প্রয়োজন, দলটি নতুন উপাদানটির চালকতাটি পরীক্ষা-নিরীক্ষা করেছিল এবং কার্যকর ব্যাটারি ইলেক্ট্রোলাইটকে এর সম্ভাবনাটি বিশেষভাবে আশাব্যঞ্জক বলে প্রমাণ করেছে।








Leave a reply