ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয় কার্বন ন্যানোটিউব নেট ব্যবহার করে ব্যাটারি অতিরিক্ত গরম হওয়ার বিস্ফোরণ এড়াতে নতুন ব্যাটারি ডায়াফ্রাম তৈরি করেছে

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Soláthraí Stáisiún Cumhachta Inaistrithe

ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের সান দিয়েগোর ন্যানো-ইঞ্জিনিয়ার একটি নিরাপদ বৈশিষ্ট্য তৈরি করেছেন যা লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারিগুলিকে শর্ট-সার্কিটের সময় দ্রুত উষ্ণ এবং ফায়ার হতে বাধা দেয়। ক্যালিফোর্নিয়া, সান দিয়েগোর ন্যানো-ইঞ্জিনিয়ারিং বিভাগের অধ্যাপক লিউ পিং, "অ্যাডভান্সড ম্যাটেরিয়ালস" ম্যাগাজিনে প্রকাশিত "অ্যাডভান্সড ম্যাটেরিয়ালস" ম্যাগাজিনে একটি গবেষণাপত্র প্রকাশ করেছেন, যেখানে তাদের কাজের বিস্তারিত পরিচয় করিয়ে দিয়েছেন। লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারির কর্মক্ষমতার বিশাল সম্ভাবনা রয়েছে, তবে বর্তমান আকারে এটি সহজেই ব্যর্থ হতে পারে।

এটি ডেনড্রাইটিক স্ফটিক নামক সূঁচের কাঠামোর বৃদ্ধির কারণে ঘটে, ব্যাটারি চার্জ করার পরে অ্যানোডে ডেনড্রিমেচার তৈরি হয় এবং বিভাজকটি ছিদ্র করা যায় এবং অ্যানোড এবং ক্যাথোডের মধ্যে বিভাজক তৈরি হয়। বাধা, ধীর শক্তি এবং তাপ প্রবাহ। যখন এই বাধাটি ধ্বংস হয়ে যায় এবং ইলেকট্রনগুলি আরও অবাধে প্রবাহিত হতে পারে, তখন তারা আরও ক্যালোরি তৈরি করে এবং জিনিসগুলি নিয়ন্ত্রণের বাইরে চলে যায়, যার ফলে ব্যাটারি অতিরিক্ত গরম, ব্যর্থতা, আগুন, এমনকি বিস্ফোরণও ঘটে।

বিজ্ঞানীরা লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারিতে এই সমস্যাগুলি বিভিন্ন উপায়ে সমাধান করার চেষ্টা করছেন, যেখানে অতিস্বনক বা বিশেষ প্রতিরক্ষামূলক স্তরগুলি কেবল কয়েকটি সম্ভাবনা থেকে আল্ট্রাসাউন্ড বা বিশেষ প্রতিরক্ষামূলক স্তর ব্যবহার করে। দলটি ব্যাটারির ডায়াফ্রাম নামক অংশটি পরিষ্কার করেছে। ডায়াফ্রাম হল ধনাত্মক ইলেকট্রোড এবং ঋণাত্মক ইলেকট্রোডের মধ্যে একটি বাধা, যাতে ব্যাটারি ছোট হলে, ব্যাটারিতে সঞ্চিত শক্তি (অর্থাৎ তাপ) ধীরে ধীরে প্রবাহিত হয়।

থিসিসের প্রথম লেখক হতবাক হয়ে বললেন: "আমরা ব্যাটারির ব্যর্থতা রোধ করার চেষ্টা করি না। আমরা কেবল ব্যাটারিটিকে আরও সুরক্ষিত করি, যাতে এটি ব্যর্থ হলে, ব্যাটারিতে আগুন না লাগে বা বিস্ফোরণ না হয়। লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারি বারবার চার্জ করার পর, অ্যানোডে অ্যানোড দেখা দেবে।

সময়ের সাথে সাথে, ডেনড্রাইটিক বৃদ্ধি যথেষ্ট দীর্ঘ হয়, ডায়াফ্রাম ভেদ করে, অ্যানোড এবং ক্যাথোডের মধ্যে একটি সেতু তৈরি করে, যার ফলে অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিট হয়। যখন এটি ঘটে, তখন দুটি ইলেকট্রোডের মধ্যে ইলেকট্রন প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ হারিয়ে ফেলে, যার ফলে ব্যাটারি অতিরিক্ত গরম হয়ে যায় এবং কাজ করা বন্ধ করে দেয়। ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের সান দিয়েগোর গবেষণা দলটি মূলত উপশমপ্রাপ্ত।

একপাশে একটি পাতলা স্তর রয়েছে, আংশিকভাবে বৈদ্যুতিকভাবে পরিবাহী কার্বন ন্যানোটিউব নেটওয়ার্ক, যা ডেনড্রাইটের যেকোনো গঠনকে বাধা দিতে পারে। যখন একটি ডেনড্রাইটিক ডায়াফ্রাম পেস্ট করে এবং কার্বন ন্যানোটিউব জালে আঘাত করে, তখন ইলেকট্রনিকের একটি চ্যানেল থাকে, যা ধীরে ধীরে নির্গত হতে পারে, সরাসরি ক্যাথোডে নয়। গঞ্জালেজ নতুন ব্যাটারি বিভাজকটিকে বাঁধের নিষ্কাশন পথের সাথে তুলনা করবেন।

তিনি বলেন: "যখন বাঁধটি বাফার করা শুরু হবে, তখন আপনি ছিটকে পড়া পানি খুলে দেবেন, কিছু জল নিয়ন্ত্রণযোগ্য উপায়ে প্রবাহিত হতে দেবেন।" এইভাবে, যখন বাঁধটি সত্যিই ধ্বংসের মুখে, তখন বন্যার কারণ হতে পারে এমন খুব বেশি জল থাকে না। এটি আমাদের বিভাজকের ধারণা, যা চার্জের স্রাবের গতিকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে, ক্যাথোডে ইলেকট্রনিক "প্লাডিং" প্রতিরোধ করে।

যখন বিভাজকের পরিবাহী স্তর দ্বারা ডেনড্রাইটিক আটকে যায়, তখন ব্যাটারিটি নিঃসৃত হতে শুরু করবে, তাই যখন ব্যাটারি ছোট থাকে, তখন বিপজ্জনক হওয়ার মতো পর্যাপ্ত শক্তি থাকে না। "অন্যান্য ব্যাটারি গবেষণার কাজ হল যথেষ্ট শক্তিশালী উপাদান দিয়ে ডেনড্রাইটের অনুপ্রবেশ রোধ করা। কিন্তু গঞ্জালেজ বলেন যে এই পদ্ধতির একটি সমস্যা হল এটি কেবল বর্ধিত, অনিবার্য ফলাফল।

এই বিভাজকগুলির এখনও ভাল প্রয়োজন, আয়নগুলিকে পাস করার অনুমতি দেয় যাতে ব্যাটারি কাজ করে। অতএব, যখন গাছটি অবশেষে কেটে যাবে, তখন শর্ট সার্কিট আরও খারাপ হবে। পরীক্ষায়, নতুন বিভাজকটিতে স্থাপিত লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারিটি ২০ থেকে ৩০টি চক্রের মধ্যে ধীরে ধীরে ব্যর্থ হওয়ার লক্ষণ প্রদর্শন করে।

একই সময়ে, ব্যাটারি এবং একটি স্বাভাবিক (এবং সামান্য পুরু) বিভাজক হঠাৎ করেই একটি চক্রে ত্রুটি অনুভব করে। "একটি বাস্তব কেস দৃশ্যে, ব্যাটারিটি নষ্ট হতে চলেছে সে সম্পর্কে আপনার কোনও পূর্ব-সতর্কতা থাকবে না।" আগের সেকেন্ডটা ঠিক থাকতে পারে, পরের সেকেন্ডে আগুন ধরে যাবে অথবা সম্পূর্ণ শর্ট সার্কিট হবে।

"এটা অপ্রত্যাশিত," গঞ্জালেজ বলেন। "কিন্তু আমাদের বিভাজকটির সাহায্যে, আপনাকে আগে থেকেই সতর্ক করা হবে, আরও খারাপ হচ্ছে, আরও খারাপ হচ্ছে, আরও খারাপ হচ্ছে, আরও বেশি করে হচ্ছে। "যদিও এই গবেষণার কেন্দ্রবিন্দু লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারি, গবেষকরা বলছেন যে এই বিভাজকটি লিথিয়াম আয়ন এবং অন্যান্য ব্যাটারি রাসায়নিক বিক্রিয়ায়ও ব্যবহার করা যেতে পারে।"

গবেষণা দলটি বিভাজকের বাণিজ্যিক ব্যবহার সর্বোত্তম করার জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ থাকবে। ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয় সান দিয়েগো এই গবেষণার জন্য একটি অস্থায়ী পেটেন্টের জন্য আবেদন করেছে।