হাইড্রোজেন উপাদান যোগ করার জন্য কি লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির আয়ু বাড়ানো যেতে পারে?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - ପୋର୍ଟେବଲ୍ ପାୱାର ଷ୍ଟେସନ୍ ଯୋଗାଣକାରୀ

রাউনস রিফো মুর ন্যাশনাল ল্যাবরেটরির (এলএলএনএল) গবেষকরা দেখেছেন যে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ইলেক্ট্রোডে হাইড্রোজেন উপাদান যুক্ত করা হলে ব্যাটারির ক্ষমতা ব্যাপকভাবে উন্নত করা যেতে পারে, যা অপারেটিং সময় বাড়িয়ে দেবে এবং ট্রান্সমিশন কার্যক্রমকে ত্বরান্বিত করবে। লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি একটি রিচার্জেবল ব্যাটারি ধরণের, এবং স্রাবের সময় লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি থেকে ধনাত্মক ইলেক্ট্রোডে স্থানান্তরিত হয় এবং চার্জিংয়ের সময় ধনাত্মক ইলেক্ট্রোডের লিথিয়াম আয়ন নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডে ফিরে যায়। লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি একটি রিচার্জেবল ব্যাটারি ধরণের, এবং স্রাবের সময় লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি থেকে ধনাত্মক ইলেক্ট্রোডে স্থানান্তরিত হয় এবং চার্জিংয়ের সময় ধনাত্মক ইলেক্ট্রোডের লিথিয়াম আয়ন নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডে ফিরে যায়।

লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির বেশ কয়েকটি মূল বৈশিষ্ট্য রয়েছে, ভোল্টেজ এবং শক্তির ঘনত্ব, এই বৈশিষ্ট্যগুলির কর্মক্ষমতা শেষ পর্যন্ত লিথিয়াম আয়ন এবং ইলেক্ট্রোড উপাদানের সংমিশ্রণ দ্বারা নির্ধারিত হয়। ইলেক্ট্রোডের গঠনে, রসায়ন এবং আকারের সূক্ষ্ম পরিবর্তনগুলি লিথিয়াম আয়নগুলি কীভাবে তাদের শক্তিশালী বন্ধনের সাথে শক্তিশালীভাবে আবদ্ধ থাকে তা উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে। পরীক্ষা-নিরীক্ষা এবং গণনার মাধ্যমে, লিভারমোর ন্যাশনাল ল্যাবের গবেষণা উদ্ভাবকরা দেখতে পেয়েছেন যে একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে, হাইড্রোজেন-চিকিত্সা করা গ্রাফিন ফোম ইলেক্ট্রোড উচ্চ ক্ষমতা এবং দ্রুত সংক্রমণ ক্ষমতা প্রদর্শন করে।

"এই ফলাফলগুলি গুণমান বিশ্লেষণ সরবরাহ করে, যা গ্রাফিন উপাদানের উপর ভিত্তি করে উচ্চ-শক্তির ইলেকট্রোড ডিজাইন করতে সহায়তা করে," LLNL উপাদান বিজ্ঞানী মরিসওয়াং বলেন। তিনি ন্যাচারাল সায়েন্স রিপোর্টে (NatureScientificReports Journal) প্রকাশিত এই প্রতিবেদনের অন্যতম লেখক। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি এবং সুপারক্যাপাসিটর সহ শক্তি সঞ্চয়কারী উপাদানগুলির বাণিজ্যিক প্রয়োগে গ্যালিন উপকরণের ব্যবহার, কম খরচে এই উপাদান উৎপাদনের ক্ষমতাকে মারাত্মকভাবে প্রভাবিত করছে।

সাধারণত ব্যবহৃত রাসায়নিক সংশ্লেষণ পদ্ধতি অবশেষে প্রচুর পরিমাণে হাইড্রোজেন পরমাণু রেখে যাবে, যা গ্রাফিনের তড়িৎ রাসায়নিক কর্মক্ষমতার প্রভাব নির্ধারণ করা কঠিন। লিভারমোর ল্যাবের গবেষকদের পরীক্ষায় দেখা গেছে যে হাইড্রোজেন উপাদান ইচ্ছাকৃতভাবে শস্য সমৃদ্ধ গ্রাফিনের বেস তাপমাত্রা চিকিত্সা উন্নত করে, যা আসলে হার ক্ষমতা উন্নত করতে পারে। হাইড্রোজেন উপাদানের ত্রুটি এবং গ্রাফিনের ত্রুটির পরে, ছোট ছিদ্রগুলি খুলে যায়, যা লিথিয়াম আয়নগুলিকে সহজেই প্রবেশ করতে সাহায্য করে, যার ফলে সংক্রমণ হার উন্নত হয়।

নতুন প্রান্তের সাথে সংযুক্ত লিথিয়াম আয়নের মাধ্যমে আরও চক্রাকারে ধারণক্ষমতা সরবরাহ করা যেতে পারে (সম্ভবত হাইড্রোজেন উপাদানের সাথে লেগে থাকার সম্ভাবনা বেশি)। "ইলেকট্রোডের কর্মক্ষমতা উন্নতি একটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি, যা আরও বাস্তব বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশন খুলতে পারে," লিভারমোর ল্যাবরেটরি ম্যাটেরিয়ালস সায়েন্সের পোস্টডক্টরাল গবেষক এবং গবেষণাপত্রের গুরুত্বপূর্ণ লেখক বলেছেন। গ্রাফিনের লিথিয়াম আয়ন স্টোরেজ বৈশিষ্ট্যে হাইড্রোজেনেশন এবং হাইড্রোজেনেশন ত্রুটি ব্যবহারের জন্য প্রয়োগ করার জন্য, গবেষকরা বাইন্ডিং হাইড্রোজেন উপাদান দ্বারা প্রকাশিত বিভিন্ন তাপ চিকিত্সা শর্ত প্রয়োগ করেছেন, এর 3D গ্রাফিন ন্যানোফোমের (GNF) তড়িৎ রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে।

ত্রুটিপূর্ণ গ্রাফিন দিয়ে তৈরি। গবেষকরা 3D গ্রাফাইট ন্যানো ফোম ব্যবহার করেন কারণ এর বিভিন্ন সম্ভাব্য প্রয়োগ রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে হাইড্রোজেন স্টোরেজ, ক্যাটালাইসিস, পরিস্রাবণ, অন্তরণ, শক্তি শোষণ, ক্যাপাসিট্যান্স ডিসাল, সুপারক্যাপাসিটর এবং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ইত্যাদি। গ্রাফিন 3D ফোম নন-আঠালো আঠালোর বৈশিষ্ট্যগুলি আরও জটিল হতে পারে না কারণ সংযোজকটি আরও জটিল, এবং তাই এটি প্রক্রিয়া গবেষণার জন্য একটি আদর্শ পছন্দ হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

"আমরা দেখেছি যে হাইড্রোজেন উপাদানের চিকিৎসার পর, গ্রাফাইট ওলি ফোম ইলেকট্রোডের উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি হয়েছে।" এই পরীক্ষার সংমিশ্রণের মাধ্যমে, আমরা ত্রুটি এবং হাইড্রোজেন দ্রবণের মধ্যে সূক্ষ্ম মিথস্ক্রিয়া এবং অগ্রগতি ট্র্যাক করব। "গ্রাফিন রসায়ন এবং রূপবিদ্যায় কিছু ছোটখাটো পরিবর্তনের ফলাফলের প্রতিক্রিয়ায়, কর্মক্ষমতায় আশ্চর্যজনক উল্লেখযোগ্য প্রভাব আনা সম্ভব," LLNL গবেষকরা এই গবেষণার আরেক লেখক ব্র্যান্ডনউডের সাথেও কথা বলেছেন।

এই গবেষণা অনুসারে, এই নিয়ন্ত্রিত হাইড্রোজেন উপাদান চিকিত্সা অন্যান্য গ্রাফিন-ভিত্তিক অ্যানোড উপকরণগুলিতেও ব্যবহার করা যেতে পারে যাতে অপ্টিমাইজড লিথিয়াম আয়ন ট্রান্সমিশন এবং পুনর্ব্যবহারযোগ্য স্টোরেজ অ্যাপ্লিকেশন অর্জন করা যায়।