এক নতুন ধরনেরবৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য ব্যাটারিসাম্প্রতিক এক গবেষণা অনুসারে, এরা প্রচণ্ড গরম ও ঠান্ডা তাপমাত্রায় বেশিদিন টিকে থাকতে পারে।

বিজ্ঞানীরা বলছেন, এই ব্যাটারিগুলোর ফলে ঠান্ডা আবহাওয়ায় বৈদ্যুতিক গাড়িগুলো একবার চার্জে আরও বেশি দূরত্ব অতিক্রম করতে পারবে এবং গরম আবহাওয়ায় এগুলো সহজে অতিরিক্ত গরম হবে না।

এর ফলে ইভি চালকদের কম ঘন ঘন চার্জ দিতে হবে এবং সেইসাথেব্যাটারিদীর্ঘ জীবন।

আমেরিকান গবেষক দল এমন একটি নতুন পদার্থ তৈরি করেছে যা রাসায়নিকভাবে চরম তাপমাত্রা প্রতিরোধে অধিক সক্ষম এবং উচ্চ-শক্তি সম্পন্ন লিথিয়াম ব্যাটারিতে যুক্ত করা হচ্ছে।

“যেসব এলাকায় পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রা তিন অঙ্কের ঘরে পৌঁছাতে পারে এবং রাস্তাঘাট আরও গরম হয়ে ওঠে, সেখানে উচ্চ-তাপমাত্রায় পরিচালনার প্রয়োজন হয়,” বলেছেন ক্যালিফোর্নিয়া-সান ডিয়েগো বিশ্ববিদ্যালয়ের জ্যেষ্ঠ লেখক অধ্যাপক ঝেং চেন।

ইলেকট্রিক যানবাহনে ব্যাটারি প্যাকগুলো সাধারণত মেঝের নিচে, গরম রাস্তার কাছাকাছি থাকে। এছাড়াও, চলার সময় এর মধ্যে দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহের কারণেও ব্যাটারি গরম হয়ে ওঠে।

যদি ব্যাটারিগুলো উচ্চ তাপমাত্রায় এই উষ্ণায়ন সহ্য করতে না পারে, তবে সেগুলোর কার্যক্ষমতা দ্রুত হ্রাস পাবে।

‘প্রসিডিংস অফ দ্য ন্যাশনাল একাডেমি অফ সায়েন্সেস’ জার্নালে সোমবার প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রে গবেষকরা বর্ণনা করেছেন যে, পরীক্ষায় ব্যাটারিগুলো যথাক্রমে –৪০ ডিগ্রি সেলসিয়াস (–১০৪ ডিগ্রি ফারেনহাইট) এবং ৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াস (১২২ ডিগ্রি ফারেনহাইট) তাপমাত্রায় তাদের শক্তি ধারণক্ষমতার ৮৭.৫ শতাংশ এবং ১১৫.৯ শতাংশ ধরে রেখেছিল।

এছাড়াও এগুলোর কুলম্বিক দক্ষতা ছিল যথাক্রমে ৯৮.২ শতাংশ এবং ৯৮.৭ শতাংশ, যা বেশ উচ্চ। এর অর্থ হলো, ব্যাটারিগুলো অকার্যকর হওয়ার আগে আরও বেশিবার চার্জিং সম্পন্ন করতে পারে।

এর কারণ হলো একটি ইলেকট্রোলাইট, যা লিথিয়াম লবণ এবং ডাইবিউটাইল ইথার দিয়ে তৈরি। ডাইবিউটাইল ইথার একটি বর্ণহীন তরল, যা ঔষধ ও কীটনাশকের মতো কিছু উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়।

ডাইবিউটাইল ইথার সহায়ক, কারণ ব্যাটারি চলার সময় এর অণুগুলো লিথিয়াম আয়নের সাথে সহজে সংঘর্ষ করে না এবং হিমাঙ্কের নিচের তাপমাত্রায় এর কার্যক্ষমতা উন্নত করে।

এছাড়াও, ডাইবিউটাইল ইথার তার ১৪১ ডিগ্রি সেলসিয়াস (২৮৫.৮ ডিগ্রি ফারেনহাইট) স্ফুটনাঙ্কে সহজেই তাপ সহ্য করতে পারে, অর্থাৎ এটি উচ্চ তাপমাত্রাতেও তরল থাকে।

এই ইলেকট্রোলাইটটির বিশেষত্ব হলো, এটি লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারির সাথে ব্যবহার করা যায়, যা রিচার্জেবল এবং যার অ্যানোড লিথিয়াম ও ক্যাথোড সালফার দিয়ে তৈরি।

অ্যানোড ও ক্যাথোড হলো ব্যাটারির সেই অংশ, যার মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহ চলে।

বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যাটারির ক্ষেত্রে লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারি একটি গুরুত্বপূর্ণ পরবর্তী পদক্ষেপ, কারণ এগুলো বর্তমান লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির তুলনায় প্রতি কিলোগ্রামে দ্বিগুণ পর্যন্ত বেশি শক্তি সঞ্চয় করতে পারে।

এর ফলে গাড়ির ওজন না বাড়িয়েই বৈদ্যুতিক গাড়ির রেঞ্জ দ্বিগুণ করা যেতে পারে।ব্যাটারিখরচ কম রেখে প্যাক করুন।

প্রচলিত লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ক্যাথোডে ব্যবহৃত কোবাল্টের তুলনায় সালফার অধিক সহজলভ্য এবং এর উৎসের জন্য এটি পরিবেশ ও মানুষের কম দুর্ভোগের কারণ হয়।

সাধারণত, লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারিতে একটি সমস্যা রয়েছে – সালফার ক্যাথোডগুলো এতটাই সক্রিয় যে ব্যাটারি চলার সময় তা গলে যায় এবং উচ্চ তাপমাত্রায় এই সমস্যা আরও বেড়ে যায়।

এবং লিথিয়াম ধাতব অ্যানোড ডেনড্রাইট নামক সূঁচের মতো কাঠামো তৈরি করতে পারে যা ব্যাটারির অংশবিশেষ ছিদ্র করে শর্ট-সার্কিট ঘটাতে পারে।

ফলে, এই ব্যাটারিগুলো সর্বোচ্চ কয়েক দশবার পর্যন্ত টিকে থাকে।

ইউসি-সান ডিয়েগো দলের তৈরি ডাইবিউটাইল ইথার ইলেকট্রোলাইটটি চরম তাপমাত্রাতেও এই সমস্যাগুলো সমাধান করে।

তারা যে ব্যাটারিগুলো পরীক্ষা করেছিল, সেগুলোর সাইক্লিং লাইফ একটি সাধারণ লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারির চেয়ে অনেক বেশি ছিল।

“উচ্চ শক্তি ঘনত্ব সম্পন্ন ব্যাটারি চাইলে সাধারণত খুব কঠোর ও জটিল রসায়ন ব্যবহার করতে হয়,” চেন বলেন।

উচ্চ শক্তির অর্থ হলো আরও বেশি বিক্রিয়া সংঘটিত হওয়া, যার ফলে স্থিতিশীলতা কমে যায় এবং অবক্ষয় আরও বাড়ে।

স্থিতিশীল ও উচ্চ-শক্তি সম্পন্ন ব্যাটারি তৈরি করা নিজেই একটি কঠিন কাজ – আর বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসরে এটি করার চেষ্টা করা আরও বেশি চ্যালেঞ্জিং।

আমাদের ইলেকট্রোলাইট উচ্চ পরিবাহিতা এবং আন্তঃপৃষ্ঠীয় স্থিতিশীলতা প্রদানের পাশাপাশি ক্যাথোড ও অ্যানোড উভয় দিকের উন্নতিতে সাহায্য করে।

দলটি সালফার ক্যাথোডকে একটি পলিমারের সাথে জুড়ে দিয়ে এটিকে আরও স্থিতিশীল করে তুলেছে। এর ফলে ইলেকট্রোলাইটে আরও সালফার দ্রবীভূত হতে পারে না।

পরবর্তী পদক্ষেপগুলোর মধ্যে রয়েছে ব্যাটারির রাসায়নিক গঠনকে উন্নত করা, যাতে এটি আরও উচ্চ তাপমাত্রায় কাজ করতে পারে এবং এর কার্যকাল আরও দীর্ঘায়িত হবে।