রিচার্জেবল ব্যাটারির দীর্ঘজীবনের গোপন রহস্যটি পার্থক্যের আলিঙ্গনে থাকতে পারে।একটি প্যাকে লিথিয়াম-আয়ন কোষগুলি কীভাবে হ্রাস পায় তার নতুন মডেলিং প্রতিটি কোষের ক্ষমতা অনুযায়ী চার্জিং করার একটি উপায় দেখায় যাতে ইভি ব্যাটারিগুলি আরও চার্জ চক্র পরিচালনা করতে পারে এবং ব্যর্থতাকে আটকাতে পারে।

গবেষণা, নভেম্বর 5 প্রকাশিতকন্ট্রোল সিস্টেম প্রযুক্তির উপর IEEE লেনদেন, দেখায় যে কীভাবে সক্রিয়ভাবে একটি প্যাকের প্রতিটি কোষে প্রবাহিত বৈদ্যুতিক প্রবাহের পরিমাণ পরিচালনা করা, অভিন্নভাবে চার্জ সরবরাহ করার পরিবর্তে, ক্ষয় কমাতে পারে।পদ্ধতিটি কার্যকরভাবে প্রতিটি কোষকে তার সেরা - এবং দীর্ঘতম - জীবন যাপন করতে দেয়।

স্ট্যানফোর্ডের অধ্যাপক এবং সিনিয়র অধ্যয়ন লেখক সিমোনা ওনোরির মতে, প্রাথমিক সিমুলেশনগুলি পরামর্শ দেয় যে নতুন প্রযুক্তির সাহায্যে পরিচালিত ব্যাটারিগুলি কমপক্ষে 20% বেশি চার্জ-ডিসচার্জ চক্র পরিচালনা করতে পারে, এমনকি ঘন ঘন দ্রুত চার্জ করার সাথেও, যা ব্যাটারিতে অতিরিক্ত চাপ সৃষ্টি করে।

বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যাটারি লাইফ দীর্ঘায়িত করার পূর্ববর্তী বেশিরভাগ প্রচেষ্টা একক কোষের নকশা, উপকরণ এবং উত্পাদন উন্নত করার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে, এই ভিত্তির উপর ভিত্তি করে যে, একটি চেইনের লিঙ্কগুলির মতো, একটি ব্যাটারি প্যাক তার দুর্বলতম কোষের মতোই ভাল।নতুন অধ্যয়নটি একটি বোঝার সাথে শুরু হয় যে দুর্বল লিঙ্কগুলি অনিবার্য - উত্পাদনের অসম্পূর্ণতার কারণে এবং কিছু কোষ অন্যদের তুলনায় দ্রুত হ্রাস পায় কারণ তারা তাপের মতো চাপের সংস্পর্শে আসে - তাদের পুরো প্যাকটি নামিয়ে আনার দরকার নেই।ব্যর্থতা এড়ানোর জন্য প্রতিটি কোষের অনন্য ক্ষমতার সাথে চার্জিং হারকে টেইলার্জ করাই মূল বিষয়।

"যদি সঠিকভাবে মোকাবেলা না করা হয়, তাহলে সেল-টু-সেল ভিন্নতা একটি ব্যাটারি প্যাকের দীর্ঘায়ু, স্বাস্থ্য এবং নিরাপত্তার সাথে আপস করতে পারে এবং একটি প্রাথমিক ব্যাটারি প্যাকের ত্রুটি সৃষ্টি করতে পারে," বলেছেন ওনোরি, যিনি স্ট্যানফোর্ড ডোয়েরের শক্তি বিজ্ঞান প্রকৌশলের সহকারী অধ্যাপক। স্কুল অফ সাসটেইনেবিলিটি।"আমাদের পদ্ধতিটি প্যাকের প্রতিটি কোষের শক্তিকে সমান করে, সমস্ত কোষকে ভারসাম্যপূর্ণভাবে চার্জের চূড়ান্ত লক্ষ্য অবস্থায় নিয়ে আসে এবং প্যাকের দীর্ঘায়ু উন্নত করে।"

এক মিলিয়ন মাইল ব্যাটারি তৈরি করতে অনুপ্রাণিত

নতুন গবেষণার অনুপ্রেরণার অংশটি "মিলিয়ন-মাইল ব্যাটারি" নিয়ে কাজ করার বৈদ্যুতিক গাড়ি কোম্পানি টেসলার 2020 সালের ঘোষণায় ফিরে আসে।এটি এমন একটি ব্যাটারি যা একটি গাড়িকে 1 মিলিয়ন মাইল বা তার বেশি (নিয়মিত চার্জিং সহ) জন্য শক্তি দিতে সক্ষম হবে যেখানে পৌঁছানোর আগে, যেখানে একটি পুরানো ফোন বা ল্যাপটপের লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির মতো, ইভির ব্যাটারি কার্যকরী হওয়ার জন্য খুব কম চার্জ রাখে। .

এই ধরনের ব্যাটারি আট বছর বা 100,000 মাইলের বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যাটারির জন্য অটোমেকারদের সাধারণ ওয়ারেন্টি ছাড়িয়ে যাবে।যদিও ব্যাটারি প্যাকগুলি নিয়মিতভাবে তাদের ওয়্যারেন্টি ছাড়িয়ে যায়, তবুও যদি ব্যয়বহুল ব্যাটারি প্যাক প্রতিস্থাপন আরও বিরল হয়ে ওঠে তবে বৈদ্যুতিক গাড়ির প্রতি ভোক্তাদের আস্থা বাড়তে পারে।একটি ব্যাটারি যা হাজার হাজার রিচার্জের পরেও চার্জ ধরে রাখতে পারে তা দূরপাল্লার ট্রাকের বিদ্যুতায়ন এবং তথাকথিত যানবাহন-থেকে-গ্রিড সিস্টেম গ্রহণের পথ সহজ করতে পারে, যেখানে ইভি ব্যাটারিগুলি পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি সঞ্চয় করবে এবং প্রেরণ করবে। পাওয়ার গ্রিড।

"এটি পরে ব্যাখ্যা করা হয়েছিল যে মিলিয়ন-মাইল ব্যাটারির ধারণাটি আসলেই একটি নতুন রসায়ন ছিল না, তবে এটি সম্পূর্ণ চার্জ পরিসীমা ব্যবহার না করে ব্যাটারি পরিচালনা করার একটি উপায়," ওনোরি বলেছিলেন।সম্পর্কিত গবেষণা একক লিথিয়াম-আয়ন কোষের উপর কেন্দ্রীভূত হয়েছে, যা সাধারণত সম্পূর্ণ ব্যাটারি প্যাকগুলির মতো দ্রুত চার্জ ক্ষমতা হারায় না।

কৌতূহলী, ওনোরি এবং তার ল্যাবে দুই গবেষক - পোস্টডক্টরাল পণ্ডিত ওয়াহিদ আজিমি এবং পিএইচডি ছাত্র অনিরুধ আলাম - অনুসন্ধান করার সিদ্ধান্ত নিয়েছিলেন যে বিদ্যমান ব্যাটারির প্রকারের উদ্ভাবনী ব্যবস্থাপনা কীভাবে একটি সম্পূর্ণ ব্যাটারি প্যাকের কার্যকারিতা এবং পরিষেবা জীবনকে উন্নত করতে পারে, যাতে শত শত বা হাজার হাজার কোষ থাকতে পারে। .

একটি উচ্চ বিশ্বস্ত ব্যাটারি মডেল

প্রথম পদক্ষেপ হিসাবে, গবেষকরা ব্যাটারির আচরণের একটি উচ্চ-বিশ্বস্ত কম্পিউটার মডেল তৈরি করেছেন যা সঠিকভাবে ব্যাটারির অভ্যন্তরে ঘটে যাওয়া শারীরিক এবং রাসায়নিক পরিবর্তনগুলিকে সঠিকভাবে উপস্থাপন করে।এই পরিবর্তনগুলির মধ্যে কিছু কিছু সেকেন্ড বা মিনিটের মধ্যে উন্মোচিত হয় - অন্যগুলি কয়েক মাস বা এমনকি বছর ধরে।

স্ট্যানফোর্ড এনার্জি কন্ট্রোল ল্যাবের পরিচালক ওনোরি বলেছেন, "আমাদের সর্বোত্তম জ্ঞান অনুসারে, আমাদের তৈরি করা উচ্চ-বিশ্বস্ততা, বহু-সময়ের ব্যাটারি মডেলের কোনো পূর্ববর্তী গবেষণায় ব্যবহার করা হয়নি।"

মডেলের সাথে সিমুলেশন চালানোর পরামর্শ দেওয়া হয়েছে যে একটি আধুনিক ব্যাটারি প্যাক এর উপাদান কোষগুলির মধ্যে পার্থক্য গ্রহণ করে অপ্টিমাইজ করা এবং নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে।ওনোরি এবং সহকর্মীরা তাদের মডেলকে আগামী বছরগুলিতে ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেমের বিকাশের নির্দেশনা দেওয়ার জন্য ব্যবহার করা হচ্ছে যা বিদ্যমান গাড়ির নকশাগুলিতে সহজেই স্থাপন করা যেতে পারে বলে কল্পনা করে।

এটি কেবল বৈদ্যুতিক যানবাহনই নয় যা উপকৃত হয়।কার্যত যে কোনও অ্যাপ্লিকেশন যা "ব্যাটারি প্যাককে অনেক বেশি চাপ দেয়" নতুন ফলাফলের দ্বারা জানানো ভাল ব্যবস্থাপনার জন্য একটি ভাল প্রার্থী হতে পারে, ওনোরি বলেছেন।একটি উদাহরণ?বৈদ্যুতিক উল্লম্ব টেকঅফ এবং অবতরণ সহ ড্রোন-সদৃশ বিমান, যাকে কখনও কখনও eVTOL বলা হয়, যা কিছু উদ্যোক্তা এয়ার ট্যাক্সি হিসাবে পরিচালনা করার এবং পরবর্তী দশকে অন্যান্য শহুরে বায়ু চলাচলের পরিষেবা প্রদান করার আশা করেন।এখনও, রিচার্জেবল লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশনগুলি ইঙ্গিত দেয়, সাধারণ বিমান চলাচল এবং নবায়নযোগ্য শক্তির বড় আকারের স্টোরেজ সহ।

"লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ইতিমধ্যে অনেক উপায়ে বিশ্বকে পরিবর্তন করেছে," ওনোরি বলেছিলেন।"এটি গুরুত্বপূর্ণ যে আমরা এই রূপান্তরকারী প্রযুক্তি এবং এর উত্তরসূরিদের থেকে যতটা সম্ভব পেতে পারি।"