গ্রাফিন ব্যাটারি কি বৈদ্যুতিক গাড়ির জন্য

গ্রাফিন ব্যাটারি স্বয়ংচালিত শিল্প সবুজ এবং পরিবেশগতভাবে টেকসই যানবাহনের সন্ধানের দিকে তার পথকে পুনঃনির্দেশিত করছে। এটি বৈদ্যুতিক গাড়িগুলির বিকাশের অনুমতি দিয়েছে, যা কম কার্বন ডাই অক্সাইড উৎপন্ন করে এবং দূষণ হ্রাস করে আরও উন্নত।

এই ধরনের গাড়ির একাধিক সুবিধা রয়েছে এবং বাজারে ইতিমধ্যে বেশ জনপ্রিয় মডেল রয়েছে। যাইহোক, এটির উদ্দেশ্য যে তাদের বৃহত্তর স্বায়ত্তশাসন রয়েছে এবং সেখানেই গ্রাফিন ব্যাটারিগুলি উপস্থিত হয় ।

এই ডিভাইসগুলি ঐতিহ্যগত লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির বিকল্প হয়ে উঠতে পারে। তবে বিষয়টি নিয়ে অনেক সন্দেহ রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, তারা কি সত্যিই কার্যকর?

গরাফিন ব্যাটারি কখন আসবে? এবং বিশেষ করে, বৈদ্যুতিক গাড়িগুলিতে তারা কী কী সুবিধা আনতে পারে? এই বৈদ্যুতিক ভবিষ্যত নিবন্ধ পড়তে থাকুন এবং খুঁজে বের করুন!

গ্রাফিন ব্যাটারি কি?

গ্রাফিন ব্যাটারি কী তা নির্ধারণ করতে, আমাদের প্রথমে এই কাঁচামালটি জানতে হবে। সেই অর্থে, গ্রাফিন হল কার্বনের একটি স্তর যা শুধুমাত্র একটি পরমাণু পুরু এবং ষড়ভুজ আকৃতির।

এটি একটি দ্বি-মাত্রিক উপাদান হিসাবে বিবেচিত হয়, যেহেতু এটি বিদ্যুতের একটি সুপারকন্ডাক্টর এবং এর বৈশিষ্ট্যগুলি ক্রমাগত পরিবর্তিত হয়।

গ্রাফিনকে একটি ভবিষ্যত উপাদান হিসাবে বিবেচনা করা হয় কারণ এটি তামার চেয়ে একটি ভাল তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহী। উপরন্তু, এটি স্ট্রাকচারাল স্টিলের চেয়ে শক্তিশালী (200 গুণ বেশি)। এর ওজনও অ্যালুমিনিয়ামের চেয়ে পাঁচ গুণ কম।

গ্রাফিন ব্যাটারি এই উপাদানটি ব্যবহার করে, যা 1930 সালে আবিষ্কৃত হয়েছিল, কিন্তু যার বৈশিষ্ট্যগুলি 2004 সালে রাশিয়ান পদার্থবিদ আন্দ্রে গেইম এবং কনস্ট্যান্টিন নোভোসেলভ দ্বারা অধ্যয়ন করা হয়েছিল। তাদের উচ্চ-মানের 2-ডি স্ফটিকের কারণে তারা দুর্দান্ত বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্যযুক্ত বৈশিষ্ট্যযুক্ত ।

গ্রাফিন ব্যাটারি
গ্রাফিন ব্যাটারি

এগুলি একটি পুনর্নবীকরণযোগ্য এবং পরিষ্কার শক্তি সঞ্চয়ের উত্স যা বৈদ্যুতিক যানবাহনে ব্যবহার করা যেতে পারে।

কিভাবে একটি গ্রাফিন ব্যাটারি কাজ করে?

গ্রাফিন ব্যাটারির মৌলিক নীতিটি প্রচলিত ব্যাটারির মতোই। এইভাবে, দুটি ইলেক্ট্রোড (ক্যাথোড এবং অ্যানোড) এবং একটি ইলেক্ট্রোলাইটিক দ্রবণ আয়ন স্থানান্তর সহজতর করতে ব্যবহৃত হয়।

অন্য কথায়, ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল কোষগুলি সঞ্চিত রাসায়নিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে।

একটি ব্যাটারি সঠিকভাবে কাজ করার জন্য, এটি একটি প্লাস্টিক বা ধাতব আবরণ প্রয়োজন. একইভাবে, এর অভ্যন্তরে, আয়নিক চার্জ বাহকগুলির পরিবহন সঞ্চালিত হয়, যা কারেন্ট যাওয়ার সময় সার্কিট বন্ধ করার জন্য প্রয়োজনীয়।

পরবর্তীকালে, ব্যাটারি থেকে শক্তি সঞ্চালনের জন্য একটি সংগ্রাহক ব্যবহার করা হয়। চূড়ান্ত ধাপে, বিদ্যুত বিক্রিয়ার একটি সিরিজের মাধ্যমে উত্পাদিত হয়।

এখন, গ্রাফিন ব্যাটারির অপারেশনে লিথিয়াম ব্যাটারির ক্ষেত্রে পার্থক্য রয়েছে। এর অংশে, বৈদ্যুতিক গাড়ির জন্য এই ধরনের ব্যাটারি ক্যাথোড হিসাবে একটি হাইব্রিড যৌগিক উপাদান ব্যবহার করে , যখন ঐতিহ্যগত ব্যাটারিতে ক্যাথোড এবং অ্যানোড উভয়ই কঠিন পদার্থ।

গ্রাফিন ব্যাটারি কতক্ষণ স্থায়ী হয়

বৈদ্যুতিক গাড়ির জন্য গ্রাফিন ব্যাটারি লিথিয়াম ব্যাটারির চেয়ে চার গুণ বেশি স্থায়ী হবে । অন্য কথায়, তারা এই যানবাহনের স্বায়ত্তশাসন বাড়ায় এবং বৈদ্যুতিক গ্যাস স্টেশন বা ইলেক্ট্রোলাইনারে আপনাকে যতবার জ্বালানি দিতে হবে তা হ্রাস করে ।

প্রকৃতপক্ষে, একটি গ্রাফিন ব্যাটারির সময়কাল একটি কথোপকথনের বিষয়, কারণ এটি এত বেশি যে এটি এই সেক্টরটিকে সম্পূর্ণভাবে নাড়িয়ে দিতে পারে। এছাড়াও, অনুমান করা হয় যে এই ব্যাটারিগুলি সমস্যা ছাড়াই প্রায় 800 কিলোমিটার ভ্রমণ করতে দেবে ।

এর আরেকটি বিশেষত্ব হল যে এটি মাত্র 15 মিনিটে রিচার্জ করা যেতে পারে, যদিও এটি স্পষ্টতই একটি আনুমানিক। এটা সব নির্মাতাদের উপর নির্ভর করে।

গ্রাফিন ব্যাটারির সুবিধা

  • গ্রাফিন ব্যাটারির সুবিধা রয়েছে যে তারা নমনীয় এবং বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহার করা তুলনামূলকভাবে সহজ।
  • এর ব্যবহারগুলি খুব বিস্তৃত এবং বৈদ্যুতিক গাড়ির মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়, তবে স্মার্টফোন বা স্মার্ট ঘড়িতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
  • তারা নিরাপদ, তাদের উত্পাদন এবং তাদের ক্রমাগত ব্যবহার উভয় ক্ষেত্রেই দুর্ঘটনার ঝুঁকি হ্রাস করে।
  • তারা একটি ঐতিহ্যগত ব্যাটারির তুলনায় 30% কম জায়গা নেয়।
  • এটি উচ্চ শক্তি ঘনত্ব আছে. এই বিষয়ে, তারা একটি বৃহত্তর পরিমাণ শক্তি সঞ্চয় করে।
  • প্রতিবার চার্জ এবং স্রাব চক্র ঘটলে এর অ্যানোডের আয়তন পরিবর্তন হয় না। অর্থাৎ, তারা বেশ স্থিতিশীল ।
  • পরিবেশে উৎপন্ন বিষাক্ত বর্জ্যের পরিমাণ কমায়।
  • এগুলি বর্তমানে বাজারে থাকা অন্যান্য ব্যাটারির তুলনায় সস্তা হতে পারে।

গ্রাফিনে সমস্যা কি

গ্রাফিন ব্যবহারে সমস্যা হল এর একটি অন্ধকার দিক রয়েছে। এইভাবে, এর প্রধান সমস্যা হল যে গ্রাফিন ব্যাটারি তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় প্রযুক্তি ব্যয়বহুল, এটি এখনও বিকাশাধীন এবং পর্যাপ্ত পুরুত্বের একটি পরমাণুর সেই স্তরগুলি তৈরি করা একটি বড় চ্যালেঞ্জ।

উপরন্তু, সম্পূর্ণরূপে গ্রাফিন দিয়ে তৈরি এই ধরনের ব্যাটারি এখনও বাজারে নেই, বরং এটি লিথিয়াম আয়নের সংমিশ্রণ বা উন্নত সংস্করণ। এটি কীভাবে প্রয়োগ করা যায় তার অসুবিধা এতটাই মহান (কারণ এটি অস্থির) যে যদিও বিজ্ঞানীরা গ্রাফিন নিয়ে প্রায় 60,000 নিবন্ধে কাজ করেছেন , আজ পর্যন্ত, কেউই দিনের আলো দেখেনি।

অন্যদিকে, পরিবেশের জন্য গ্রাফিন ব্যাটারির উপকারিতা সম্পর্কে অনেক কিছু বলা হয়েছে, তবে তাদের ব্যবহার পানীয় জলের দূষিত হতে পারে । প্রকৃতপক্ষে, ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের পরিবেশ প্রকৌশলী শ্যারন ওয়াকার, রিভারসাইড এনভায়রনমেন্টাল ইঞ্জিনিয়ারিং সায়েন্সে প্রকাশিত গবেষণায় প্রকাশ করেছেন যে ভূপৃষ্ঠের জলে (হ্রদ এবং পানীয় জলের জলাশয় থেকে) গ্রাফিন ভেসে ওঠে এবং জৈব পদার্থের সাথে লেগে থাকে। পচনের ফলে উৎপন্ন হয়। উদ্ভিদ এবং প্রাণীর।

এটি গ্রাফিন অক্সাইড নামে পরিচিত হতে পারে । এই সম্পর্কে, অন্যান্য গবেষণায় নির্ধারণ করা হয়েছে যে এটি অত্যন্ত বিষাক্ত হতে পারে, সেলুলার এবং পালমোনারি স্তরে এর ক্ষতি ইতিমধ্যে ইঁদুরের পরীক্ষাগার পরীক্ষায় প্রকাশিত হয়েছে। সমাজ এবং বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের সাথে এই ফলাফলগুলি ভাগ করার পরে, ওয়াকার আশা করেন যে গ্রাফিন ব্যবহারের ফলে অভিযুক্ত জল দূষণ আরও অন্বেষণ করা হবে।

নতুন গ্রাফিন উপাদান?

সমস্যা সত্ত্বেও, আশা করা যায় যে এই ব্যাটারিগুলি শীঘ্রই একত্রিত করা যাবে। ARC সেন্টার অফ এক্সিলেন্স ফর ইলেক্ট্রোম্যাটেরিয়াল সায়েন্স (ACES) এর গবেষকরা, উলংগং ইউনিভার্সিটি ভিত্তিক, এজ ফাংশনালাইজড গ্রাফিন (EFG) আবিষ্কার করেছেন, গ্রাফিনের একটি নতুন রূপ যার আজ পর্যন্ত দেখা ত্রুটিগুলি নাও থাকতে পারে৷

এই নতুন উপাদানের সাহায্যে, তারা নিশ্চিত যে দক্ষতা উন্নত করবে এবং শক্তি সঞ্চয় ডিভাইস এবং বৈদ্যুতিক গাড়িতে ব্যবহৃত ব্যাটারি প্রযুক্তির খরচ কমিয়ে দেবে। প্রকৃতপক্ষে, তারা পরবর্তী প্রজন্মের ব্যাটারি সামগ্রী কোম্পানি সিকোনার সাথে সহযোগিতায় কাজ করছে । এ প্রসঙ্গে প্রধান গবেষক ডেভিড কর্মকর্তা অধ্যাপক ড

EFG-এর সাহায্যে, আমরা শুধুমাত্র এমন একটি প্রক্রিয়া তৈরি করতে সক্ষম হয়েছি যা একটি অনন্য গ্রাফিন তৈরি করে যা পাউডার, ময়দা, পেস্ট বা বিচ্ছুরণ হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, কিন্তু এমন একটি প্রক্রিয়া যা আমরা বিশ্বাস করি বাণিজ্যিকভাবে মাপযোগ্য। আমাদের সিকোনা ব্যবসায়িক অংশীদাররা এটিকে স্বীকৃতি দিয়েছে

ডেভিড

লিথিয়াম বা গ্রাফিন কোন ব্যাটারি ভালো

এখন অবধি, লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি বৈদ্যুতিক গাড়ি সেক্টরে নেতৃত্ব দিয়ে চলেছে কারণ সেগুলি উত্পাদন এবং বাজারজাত করা অনেক সহজ। তারা ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয় এবং শত শত ডিভাইসের সাথে উচ্চ সামঞ্জস্যপূর্ণ। উপরন্তু, সর্বশেষ অগ্রগতির সাথে এটির কর্মক্ষমতা এবং স্বায়ত্তশাসন উন্নত করা সম্ভব হয়েছে।

যাইহোক, লিথিয়াম ব্যাটারিগুলির মুখোমুখি চ্যালেঞ্জ হল চাহিদার অত্যধিক বৃদ্ধির কারণে, তাদের রিজার্ভ একটি উদ্বেগজনক গতিতে হ্রাস পেয়েছে। অন্য কথায়, কয়েক দশকের মধ্যে এটির উৎপাদন সম্পূর্ণরূপে টেকসই হতে পারে, যার ফলে নতুন বিকল্পের সন্ধান করা প্রয়োজন।

এখানেই গ্রাফিন ব্যাটারি আসে, যা স্থায়িত্বের দিক থেকে ভাল হওয়া সত্ত্বেও এখনও সম্ভব নয়। এটি 2004 সাল পর্যন্ত ছিল না, যখন এর বৈশিষ্ট্য, বৈশিষ্ট্য এবং প্রভাব বিশ্লেষণ করা শুরু হয়েছিল এবং তবুও, বিজ্ঞানীরা মনে করেন যে এই উপাদান সম্পর্কে অনেক কিছু জানার বাকি আছে।

সংক্ষেপে, লিথিয়াম এবং গ্রাফিন ব্যাটারি উভয়েরই নিজস্ব বৈশিষ্ট্য রয়েছে , তাই একটিকে অন্যটির চেয়ে ভালো স্থাপন করা সম্পূর্ণ ভুল হবে। বৈদ্যুতিক গাড়ির ভবিষ্যতে কোনটি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হবে তা জানতে এখনও বহু বছরের গবেষণা বাকি। উপরন্তু, তাদের প্রতিটি অন্য একটি পরিপূরক হিসাবে পরিবেশন করতে পারেন।

অ্যালুমিনিয়াম আয়ন সহ গ্রাফিন ব্যাটারির সম্ভাব্যতা

সম্পূর্ণরূপে গ্রাফিন দিয়ে তৈরি ব্যাটারির আগমন এখনও আসন্ন নয়, তবে শীঘ্রই যেটি দিনের আলো দেখতে পাবে তা হল অ্যালুমিনিয়াম এবং গ্রাফিন আয়ন ব্যাটারি । ইউনিভার্সিটি অফ কুইন্সল্যান্ড রিসার্চ এবং ইউনিকুয়েস্ট এই লক্ষ্যে একসাথে কাজ করছে এবং আশা করছে এটি 2024 সালে ইলেকট্রিক গাড়ির জন্য উপলব্ধ হবে।

মানব ক্লোনিং

তারা নিশ্চিত করে যে এই ধরনের ব্যাটারি লিথিয়াম ব্যাটারির চেয়ে উচ্চতর হবে, যেহেতু তাদের ট্রিপল সময়কাল থাকবে, তাদের পাওয়ার ঘনত্ব হবে 7,000 W/kg । তারা তাদের দরকারী জীবনে 3,000 পর্যন্ত চার্জ এবং ডিসচার্জ চক্র অর্জন করতে সক্ষম হবে।

শেষকথা

গ্রাফিন ব্যাটারিগুলি বাণিজ্যিকীকরণ করা থেকে অনেক দূরে, তবে বিষয়টির ইতিবাচক দিক হল যে এমন অনেক কারণ রয়েছে যা আমাদের ভাবতে পরিচালিত করে যে গ্রাফিনের সাথে সম্পর্কিত R&D স্বল্প এবং মাঝারি মেয়াদে বাড়তে থাকবে।

এছাড়াও, এটি অত্যন্ত উপকারী যে গ্রাফয়েড, পারপেটুয়াস কার্বন গ্রুপ, গ্রাফিন ব্যাটারি এবং অন্যান্য কোম্পানিগুলি ইতিমধ্যেই ভবিষ্যতের এই উপাদানটি দিয়ে বৈদ্যুতিক গাড়িতে বিপ্লব করতে আগ্রহ দেখাচ্ছে।