চীনের একদল গবেষক সম্প্রতি একটি নতুন সোডিয়াম-সালফার ব্যাটারি ডিজাইনের উন্মোচন করেছেন যা শক্তি সঞ্চয়ের গণিতকে মৌলিকভাবে বদলে দিতে পারে। যে রসায়ন সালফারকে ঐতিহাসিকভাবে ইঞ্জিনিয়ারদের মাথাব্যথার কারণ করে তুলেছে, সেই রসায়নের উপর নির্ভর করে তারা এমন একটি কোষ তৈরি করতে সক্ষম হয়েছেন যা তৈরি করা অবিশ্বাস্যভাবে সস্তা কিন্তু তবুও একটি বিশাল শক্তির উৎস।
বর্তমানে ল্যাবে পরীক্ষা করা হচ্ছে এমন নকশাটিতে ময়লা-সস্তা উপাদান ব্যবহার করা হয়েছে: সালফার, সোডিয়াম, অ্যালুমিনিয়াম এবং ক্লোরিন-ভিত্তিক ইলেক্ট্রোলাইট। প্রাথমিক পরীক্ষায়, ব্যাটারিটি প্রতি কিলোগ্রামে 2,000 ওয়াট-ঘন্টার বেশি শক্তি ঘনত্ব অর্জন করেছে – যা আজকের সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলিকে জল থেকে বের করে দেয় এবং এমনকি শীর্ষ-স্তরের লিথিয়াম কোষগুলিকে তাদের অর্থের জন্য দৌড় দেয়।
সালফার সবসময় ব্যাটারি প্রযুক্তির "সাদা তিমি" কারণ এটি তাত্ত্বিকভাবে প্রচুর শক্তি ধরে রাখতে পারে।
সমস্যাটা কী? স্ট্যান্ডার্ড লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারিতে, সালফার এমন অগোছালো রাসায়নিক উপজাত তৈরি করে যা ব্যাটারির কার্যকারিতা নষ্ট করে এবং ব্যাটারির আয়ুষ্কাল নষ্ট করে। এই নতুন পদ্ধতিটি পরিস্থিতি উল্টে দেয়। সালফারকে কেবল ইলেকট্রন গ্রহণ করতে বাধ্য করার পরিবর্তে, গবেষকরা এমন একটি সিস্টেম স্থাপন করেছেন যেখানে সালফার আসলে সেগুলি দান করে।
এটি এভাবে কাজ করে: ব্যাটারিতে একটি বিশুদ্ধ সালফার ক্যাথোড এবং অ্যানোড হিসেবে একটি সাধারণ অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল ব্যবহার করা হয়। গোপন সস হল ইলেক্ট্রোলাইট, যা অ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইড, সোডিয়াম লবণ এবং ক্লোরিনের মিশ্রণ। যখন আপনি ব্যাটারিটি ডিসচার্জ করেন, তখন ক্যাথোডে সালফার পরমাণু ইলেকট্রন ছেড়ে দেয় এবং ক্লোরিনের সাথে বিক্রিয়া করে সালফার ক্লোরাইড তৈরি করে। ইতিমধ্যে, সোডিয়াম আয়নগুলি সেই ইলেকট্রনগুলিকে ধরে অ্যালুমিনিয়াম ফয়েলের উপর নিজেদের প্লেট করে।
এই নির্দিষ্ট রাসায়নিক নৃত্য সালফার ব্যাটারিগুলিকে সাধারণত যে অবক্ষয়জনিত সমস্যায় ভুগতে হয় তা পাশ কাটিয়ে দেয়। একটি ছিদ্রযুক্ত কার্বন স্তর প্রতিক্রিয়াশীল উপাদানগুলিকে ধরে রাখে এবং একটি গ্লাস ফাইবার বিভাজক পুরো জিনিসটিকে শর্ট-সার্কিট থেকে বিরত রাখে। এটি একটি জটিল প্রতিক্রিয়া, কিন্তু দলটি প্রমাণ করেছে যে এটি মসৃণ এবং বিপরীতভাবে চলে।
এখানকার স্থায়িত্বের পরিসংখ্যান চিত্তাকর্ষক।
টেস্ট সেলগুলি ১,৪০০ চার্জ-ডিসচার্জ চক্র টিকে থাকার পর উল্লেখযোগ্য ক্ষমতা হারাতে শুরু করে। আরও ভয়াবহ হল এর শেলফ লাইফ: এক বছরেরও বেশি সময় ধরে অক্ষত থাকার পরেও, ব্যাটারিটি তার ৯৫ শতাংশ চার্জ ধরে রেখেছে। দীর্ঘমেয়াদী স্টোরেজ প্রকল্পের জন্য এটি একটি বিশাল ব্যাপার যেখানে ব্যাটারিগুলি সপ্তাহ বা মাস ধরে অলস অবস্থায় থাকতে পারে।
কিন্তু আসল বিঘ্ন ঘটানোর কারণ হল দাম। কাঁচামালের দামের উপর ভিত্তি করে, গবেষকরা অনুমান করেছেন যে এই ব্যাটারির দাম প্রতি কিলোওয়াট-ঘন্টায় প্রায় $5 হতে পারে। পরিপ্রেক্ষিতে বলতে গেলে, এটি অনেক বর্তমান সোডিয়াম ব্যাটারির দামের দশমাংশেরও কম এবং লিথিয়াম-আয়নের তুলনায় কয়েক মাইল সস্তা। যদি তারা এটি ব্যাপকভাবে উৎপাদন করতে পারে, তাহলে গ্রিডে নবায়নযোগ্য শক্তি সঞ্চয় করা অনেক সস্তা হয়ে যাবে।
অবশ্যই, একটা সমস্যা আছে। তারা যে ক্লোরিন সমৃদ্ধ ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করছে তা ক্ষয়কারী এবং নিরাপদে কাজ করা কঠিন। এছাড়াও, এই পরিসংখ্যানগুলি সক্রিয় পদার্থের ওজনের উপর ভিত্তি করে ল্যাব পরীক্ষা থেকে এসেছে, সম্পূর্ণ প্যাকেজ করা বাণিজ্যিক কোষ নয়। এটিকে একটি বিকার থেকে কারখানার মেঝেতে নিয়ে যাওয়া একটি বিশাল প্রকৌশলগত বাধা হতে চলেছে।
তবুও, এই গবেষণাটি আমাদের জন্য একটি উচ্চস্বরে জাগরণের ডাক। এটি প্রমাণ করে যে যখন লিথিয়ামের মতো মানসম্পন্ন উপকরণগুলি খুব ব্যয়বহুল বা দুর্লভ হয়ে যায়, তখন "অপ্রচলিত" রসায়ন ব্যবহার করে সৃজনশীল হওয়া এমন দরজা খুলে দিতে পারে যা আমরা জানতামই না।
"চীনা গবেষকরা উচ্চ-ভোল্টেজ সোডিয়াম-সালফার ব্যাটারি তৈরি করেছেন যা লিথিয়াম ব্যাটারিকে চ্যালেঞ্জ জানাতে পারে" পোস্টটি প্রথম ডিজিটাল ট্রেন্ডসে প্রকাশিত হয়েছিল।