ପୃଷ୍ଠ-ମଧ୍ୟସ୍ଥ ବ୍ୟାଟେରୀ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନ ଚାର୍ଜିଂ ସମୟକୁ କେବଳ କିଛି ମିନିଟ୍ କରିପାରିବ

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

ସୁପରକ୍ୟାପାସିଟର ଏବଂ ବ୍ୟାଟେରୀ ତୁଳନା କରନ୍ତୁ, ଯେପରି ପୃଷ୍ଠ-ମଧ୍ୟସ୍ଥ ବ୍ୟାଟେରୀରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି ଯେ ଏଥିରେ ତିନୋଟି ଭିନ୍ନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଘନତା, ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଘନତା ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଘନତା ଅଛି। ଉତ୍ସ: ଆମେରିକୀୟ ରସାୟନ ସମାଜ କେଉଁଠି, ଏହା ବ୍ୟାଟେରୀ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାରେ ଏକ ସଫଳତା ପରି, କିନ୍ତୁ ଏହା ଏକ ବ୍ୟାଟେରୀ ନୁହେଁ। ନାନୋଟେକିନଷ୍ଟ୍ରୁମେଣ୍ଟସ୍, ଇନକର୍ପୋରେଟେଡ୍

ଏବଂ ଏହାର ସହାୟକ କମ୍ପାନୀ, ଆଙ୍ଗଷ୍ଟ୍ରୋନମାଟେରିଆଲ୍ସ, ଇନକର୍ପୋରେଟେଡ୍। ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡରେ ବହୁ ସଂଖ୍ୟକ ଲିଥିୟମ ଆୟନର ଦ୍ରୁତ ସଟଲ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରି, ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ଉପକରଣ ଡିଜାଇନ୍ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ନୂତନ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟକରଣ, ଓହଟନର ବିକଶିତ, ଏହି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡର ଏକ ବଡ଼ ଗ୍ରାଫିନ ପୃଷ୍ଠ ଅଛି। ଏହି ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ଉପକରଣ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନ ପାଇଁ ବହୁତ ଉପଯୋଗୀ ପ୍ରମାଣିତ ହୋଇପାରେ, ଯାହା ଚାର୍ଜିଂ ସମୟକୁ ଘଣ୍ଟାରୁ ଗୋଟିଏ ମିନିଟ୍‌ରୁ କମ କରିପାରେ।

ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପ୍ରୟୋଗରେ ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ (ଯଥା, ସୌର ଏବଂ ପବନ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ) ଏବଂ ସ୍ମାର୍ଟ ଗ୍ରୀଡ୍ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ ହୋଇପାରେ। ଗବେଷକମାନେ କହିଛନ୍ତି ଯେ ଏହି ନୂତନ ଉପକରଣଟି ଗ୍ରାଫିନ ପୃଷ୍ଠ କାର୍ଯ୍ୟ ପାଇଁ ଏକ ଲିଥିୟମ ଆୟନ ଏକ୍ସଚେଞ୍ଜ ବ୍ୟାଟେରୀ, କିମ୍ବା ଅଧିକ ସରଳ ଭାବରେ କହିବାକୁ ଗଲେ, ପୃଷ୍ଠ-ମଧ୍ୟସ୍ଥତା ବ୍ୟାଟେରୀ (SMCS: Surface-Mediatedcells)। ଯଦିଓ ବର୍ତ୍ତମାନର ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକ ଖୋଲା ନ ଥିବା ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ ଗଠନ ବ୍ୟବହାର କରେ, ସେମାନେ ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ ଏବଂ ସୁପରକ୍ୟାପାସିଟରକୁ ଅତିକ୍ରମ କରିପାରନ୍ତି।

ଏହି ନୂତନ ଉପକରଣ ପ୍ରତି କିଲୋୱାଟ୍ ବ୍ୟାଟେରୀରେ 100 କିଲୋୱାଟ୍ ଯୋଗାଣ କରିପାରିବ, ଯାହା ବାଣିଜ୍ୟିକ ଲିଥିୟମ-ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ଅପେକ୍ଷା 100 ଗୁଣ ଅଧିକ, ସୁପରକ୍ୟାପାସିଟର ଅପେକ୍ଷା 10 ଗୁଣ ଅଧିକ। ଶକ୍ତି ଘନତା ଯେତେ ଅଧିକ ହେବ, ଶକ୍ତି ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଗତି ସେତେ ଦ୍ରୁତ ହେବ (ଏହା ଦ୍ୱାରା ଚାର୍ଜିଂ ଗତି ଦ୍ରୁତ ହୋଇପାରେ)। ଏହା ସହିତ, ଏହି ନୂତନ ବ୍ୟାଟେରୀ ପ୍ରତି କିଲୋଗ୍ରାମ ବ୍ୟାଟେରୀରେ 160 ୱାଟ୍ ଶକ୍ତି ଘନତା ସଂରକ୍ଷଣ କରିପାରିବ, ଯାହା ବାଣିଜ୍ୟିକ ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ ସହିତ ତୁଳନୀୟ, ପାରମ୍ପରିକ ସୁପରକ୍ୟାପାସିଟର ଅପେକ୍ଷା 30 ଗୁଣ ଅଧିକ।

ଶକ୍ତି ଘନତା ଯେତେ ଅଧିକ ହେବ, ସେତେ ଅଧିକ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ହୋଇପାରିବ, ସେତେ ଅଧିକ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ହେବ (ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନର ଅଧିକ ଚାଳନା ମାଇଲେଜ୍ ସହିତ)। ଯଦି ସମାନ ଉପକରଣ ଓଜନ ଥାଏ, ତେବେ ବର୍ତ୍ତମାନର ପୃଷ୍ଠ-ମଧ୍ୟସ୍ଥତା ବ୍ୟାଟେରୀ ଏବଂ ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକୁ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନ ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ, ଏବଂ ନାନୋ ଇନଷ୍ଟ୍ରୁମେଣ୍ଟ ଏବଂ ଆଞ୍ଜରଷ୍ଟ୍ରନ ମ୍ୟାଟେରିଆଲ୍ସ କମ୍ପାନୀର ପ୍ରତିଷ୍ଠାତା ଯୁଗ୍ମ ପ୍ରତିଷ୍ଠାତା ଜିଆଙ୍ଗ ବାଉଜ (Borz.jang) କହିଛନ୍ତି ଯେ ଆମର ପୃଷ୍ଠ-ମଧ୍ୟସ୍ଥତା ବ୍ୟାଟେରୀ ବର୍ତ୍ତମାନର ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ ସହିତ ସମାନ, ଶକ୍ତି ଘନତାକୁ ଆହୁରି ବୃଦ୍ଧି କରିପାରିବ, ତେଣୁ ଏହା ଯାତ୍ରା କାର୍ଯ୍ୟକ୍ରମକୁ ମଧ୍ୟ ଉନ୍ନତ କରିପାରିବ।

ତଥାପି, ନୀତିଗତ ଭାବରେ, ପୃଷ୍ଠ-ମଧ୍ୟସ୍ଥତା ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକୁ ଘଣ୍ଟା ନୁହେଁ, ମାତ୍ର କିଛି ମିନିଟ୍ (ଗୋଟିଏ ମିନିଟ୍ ରୁ କମ୍ ହୋଇପାରେ ନାହିଁ) ମଧ୍ୟରେ ଚାର୍ଜ କରାଯାଇପାରିବ, ଠିକ୍ ଯେପରି ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନରେ ବ୍ୟବହୃତ ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ। ନାନୋଟେକ୍ନୋଲୋଜି ଇନଷ୍ଟ୍ରୁମେଣ୍ଟ କୋ. ଲିମିଟେଡରେ ଜିଆଙ୍ଗ ବୋଲ୍ଡଜ୍ ଏବଂ ତାଙ୍କ ସହଯୋଗୀ।

ଏବଂ ଆଞ୍ଜର୍ସମିଆ ମ୍ୟାଟେରିଆଲ୍ କମ୍ପାନୀ ଏହି ଅଧ୍ୟୟନ ପ୍ରକାଶ କରିଛନ୍ତି, ଯାହା ପରବର୍ତ୍ତୀ ପିଢ଼ିର ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ଉପକରଣର ଅଧ୍ୟୟନ, ଯାହା ସାମ୍ପ୍ରତିକ "ନାନୋ ଏକ୍ସପ୍ରେସ୍ "(ନାନୋଲେଟର୍ସ) ରେ ପ୍ରକାଶିତ। ଉଭୟ କମ୍ପାନୀ ନାନୋମାଟେରିଆଲ୍ସର ବାଣିଜ୍ୟୀକରଣରେ ବିଶେଷଜ୍ଞ, ଆଞ୍ଜରଷ୍ଟ୍ରଙ୍ଗ ହେଉଛି ବିଶ୍ୱର ସର୍ବବୃହତ ନାନୋ-ଗ୍ରାନାଇଟ୍ (NGPS: ନାନୋଗ୍ରାଫିନପ୍ଲେଟଲେଟ୍) ନିର୍ମାତା। ଗବେଷକମାନେ ସେମାନଙ୍କ ଗବେଷଣାରେ ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରିଥିବା ପରି, ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ, ବ୍ୟାଟେରୀ ଏବଂ ସୁପରକ୍ୟାପାସିଟରରେ ସେମାନଙ୍କର ନିଜସ୍ୱ ଶକ୍ତି ଏବଂ ଦୁର୍ବଳତା ଅଛି।

ଯଦିଓ ଲିଥିୟମ ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀର ଶକ୍ତି ଘନତା (୧୨୦-୧୫୦ ୱାଟ୍ / କିଲୋଗ୍ରାମ) ସୁପରକ୍ୟାପାସିଟର (୫ ୱାଟ୍ / କିଲୋଗ୍ରାମ) ତୁଳନାରେ ବହୁତ ଅଧିକ, ଏହି ବ୍ୟାଟେରୀର ଶକ୍ତି ଘନତା (୧ କିଲୋୱାଟ୍ / କିଲୋଗ୍ରାମ ବ୍ୟାଟେରୀ) କମ୍, ୧୦ କିଲୋୱାଟ୍ / କିଲୋଗ୍ରାମ ବ୍ୟାଟେରୀ ତୁଳନା କରନ୍ତୁ। ଅନେକ ଗବେଷଣା ଦଳ ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀର ଶକ୍ତି ଘନତା ଯୋଡିବା, ସୁପରକ୍ୟାପାସିଟରର ଶକ୍ତି ଘନତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରୟାସ କରିଛନ୍ତି, କିନ୍ତୁ ଏହି ଦୁଇଟି କ୍ଷେତ୍ରରେ ଏବେ ବି ପ୍ରମୁଖ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ରହିଛି। ଏକ ନୂତନ ଢାଞ୍ଚା ଯୋଗାଇ ଦିଆଯାଇଥିବାରୁ, ଏହାକୁ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ, ତେଣୁ ଏହି ପୃଷ୍ଠ-ମଧ୍ୟସ୍ଥତା ବ୍ୟାଟେରୀ ଗବେଷକମାନଙ୍କୁ ଏହି ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜଗୁଡ଼ିକୁ ଏଡାଇ ଯିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ।

ଲିଥିୟମ ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ ଏବଂ ସୁପରକ୍ୟାପାସିଟରର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ମଧ୍ୟରେ ବ୍ୟବଧାନକୁ ସଙ୍କୁଚିତ କରି ଏହି ନୂତନ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ଉପକରଣ ବିକଶିତ କରନ୍ତୁ, ଏବଂ ଜିଆଙ୍ଗ ବାଉଜ୍ କହିଛନ୍ତି। ଅଧିକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ କଥା ହେଉଛି, ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ଉପକରଣ ନିର୍ମାଣ ପାଇଁ ଏହି ମୌଳିକ ନୂତନ ଢାଞ୍ଚା, ଗବେଷକମାନଙ୍କୁ ଗୋଟିଏ ପାଇଁ ଅନ୍ୟଟିକୁ ବଳିଦାନ ନ ଦେଇ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱ, କିନ୍ତୁ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱ ହାସଲ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ। ପୃଷ୍ଠ-ମଧ୍ୟସ୍ଥ ବ୍ୟାଟେରୀ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡର ଏକ ବଡ଼ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ ଅଛି, ଯାହା ଫଳରେ ବହୁ ପରିମାଣର ଆୟନଗୁଡ଼ିକ ଶୀଘ୍ର ସଟଲ ହୁଏ, ଯାହା ଦ୍ରୁତ ଚାର୍ଜିଂ ସମୟ ଆଣିଥାଏ।

ଉତ୍ସ: ଆମେରିକୀୟ ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନର ପୃଷ୍ଠ-ମଧ୍ୟସ୍ଥତା ବ୍ୟାଟେରୀ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାର ଚାବିକାଠି ହେଉଛି କ୍ୟାଥୋଡ୍ ଏବଂ ଆନୋଡ୍ ରେ ବହୁତ ବଡ଼ ଗ୍ରାଫିନ୍ ପୃଷ୍ଠ ଥାଏ। ବ୍ୟାଟେରୀ ତିଆରି କରିବା ସମୟରେ, ଗବେଷକମାନେ ଆନୋଡରେ ଲିଥିୟମ ଧାତୁ (କଣା କିମ୍ବା ଧାତୁ ଫଏଲ ଆକାରରେ) ରଖନ୍ତି। ପ୍ରଥମ ଡିସଚାର୍ଜ ଚକ୍ରରେ, ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନକୃତ ହୋଇଥାଏ, ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ଆଣିଥାଏ।

ଯେତେବେଳେ ବ୍ୟାଟେରୀ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ, ଏହି ଆୟନଗୁଡ଼ିକ ତରଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ମାଧ୍ୟମରେ କ୍ୟାଥୋଡକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହୋଇ କ୍ୟାଥୋଡର ଛିଦ୍ରରେ ପ୍ରବେଶ କରନ୍ତି ଏବଂ କ୍ୟାଥୋଡରେ ଏକ ବଡ଼ ଗ୍ରାଫିନ ପୃଷ୍ଠରେ ପହଞ୍ଚି ପାରନ୍ତି। ଚାର୍ଜିଂ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ, ବହୁ ପରିମାଣର ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ଫ୍ଲକ୍ସ କ୍ୟାଥୋଡରୁ ଆନୋଡକୁ ଶୀଘ୍ର ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହୁଏ। ବହୁତ ବଡ଼ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ, ଯାହା ଫଳରେ ବହୁ ପରିମାଣର ଆୟନ ଶୀଘ୍ର ଚଳାଚଳ କରେ, ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଏବଂ ଶକ୍ତି ଘନତା।

ଗବେଷକମାନେ ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରିଛନ୍ତି ଯେ ଛିଦ୍ରଯୁକ୍ତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡର ପୃଷ୍ଠ (ବ୍ୟାଟେରୀରେ ଥିବା ବ୍ୟାଟେରୀ ପରି ବ୍ଲକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡର ପରି ନୁହେଁ), ପ୍ରବେଶ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ସମୟ ଲାଗେ ନାହିଁ। ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ଲିଥିୟମ ଆୟନଗୁଡ଼ିକୁ ପ୍ରବେଶ କରାଇବାକୁ ପଡିବ, ଯାହା ବ୍ୟାଟେରୀ ଚାର୍ଜିଂ ସମୟର ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଅଂଶ। ଏହି ଅଧ୍ୟୟନରେ, ଯଦିଓ ଗବେଷକମାନେ ବହୁ ସଂଖ୍ୟକ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାରର ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ, ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାରର ଗ୍ରାଫିନ୍ (ଅକ୍ସିଡାଇଜଡ୍, ହ୍ରାସିତ ଏକକ-ସ୍ତର ଏବଂ ବହୁ-ସ୍ତର ଗ୍ରାଫିନ୍) ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା, କିନ୍ତୁ ଏହି ଉପକରଣକୁ ଅନୁକୂଳ କରିବା ପାଇଁ ଏହି ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ ବିନ୍ୟାସଗୁଡ଼ିକୁ ଆହୁରି ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା।

ଗୋଟିଏ ପଟେ, ଗବେଷକମାନେ ଏହି ବ୍ୟାଟେରୀର ସାଇକେଲ ଲାଇଫ୍ ବିଷୟରେ ଆହୁରି ଅଧ୍ୟୟନ କରିବାକୁ ଯୋଜନା କରୁଛନ୍ତି। ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ସେମାନେ ଜାଣିପାରିଛନ୍ତି ଯେ ଏହି ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ 1000 ଚକ୍ର ପରେ 95% କ୍ଷମତା ବଜାୟ ରଖିପାରିବ, 2000 ଚକ୍ର ପରେ ମଧ୍ୟ, ଡେଣ୍ଡ୍ରାଇଟର କୌଣସି ସୂଚନା ନାହିଁ। ଗବେଷକମାନେ ଉପକରଣ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ସହିତ ସମ୍ପର୍କିତ ବିଭିନ୍ନ ଲିଥିୟମ ସଂରକ୍ଷଣ ପ୍ରଣାଳୀ ବିଷୟରେ ମଧ୍ୟ ଆଲୋଚନା କରିବାକୁ ଯୋଜନା କରିଛନ୍ତି।

ଆମେ ଆକଳନ କରୁଛୁ ଯେ ପୃଷ୍ଠ-ମଧ୍ୟସ୍ଥତା ବ୍ୟାଟେରୀ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ବାଣିଜ୍ୟୀକରଣରେ କୌଣସି ବଡ଼ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ରହିବ ନାହିଁ, ଏବଂ ଜିଆଙ୍ଗ ବାଉଜ୍ କହିଛନ୍ତି। ଯଦିଓ ବର୍ତ୍ତମାନର ଗ୍ରାଫିନ ଉଚ୍ଚ ମୂଲ୍ୟରେ ବିକ୍ରି ହେଉଛି, ଆଞ୍ଜରଷ୍ଟ୍ରନ୍ ମ୍ୟାଟେରିଆଲ୍ସ କମ୍ପାନୀ ସକ୍ରିୟ ଭାବରେ ଗ୍ରାଫିନର ଉତ୍ପାଦନ ଶକ୍ତିକୁ ବିସ୍ତାର କରୁଛି। ଆଗାମୀ 1-3 ବର୍ଷ ମଧ୍ୟରେ ଗ୍ରାଫାଇଟର ଉତ୍ପାଦନ ଖର୍ଚ୍ଚ ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ ପାଇବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଉଛି।