ব্যাটারি দ্রুত চার্জিং পদ্ধতি উদ্ভাবন করলেন এমআইটির বিজ্ঞানীরা

লিথিয়াম আয়নের যাতায়াত প্রক্রিয়াটি যত দ্রুত ঘটে ব্যাটারি তত দ্রুত চার্জ হয় এবং তত বেশি শক্তি সরবরাহ করতে পারে। ছবি: ফ্রিপিক

ব্যাটারি দ্রুত চার্জ করার পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছেন ম্যাসাচুসেটস ইন্সটিটিউট অফ টেকনোলজি বা এমআইটি’র বিজ্ঞানীরা।

তারা এমন এক পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছেন, যা ভবিষ্যতে বিদ্যুচ্চালিত গাড়ি ও বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসকে অনেক দ্রুত চার্জ করার সুযোগ দেবে বলে দাবি তাদের।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি কাজ করার সময় ভেতরে কিছু রাসায়নিক পরিবর্তন ঘটে। আর এ পরিবর্তনের কারণেই ব্যাটারি চার্জ হয়। এ গুরুত্বপূর্ণ উদ্ভাবনটি সেই রাসায়নিক পরিবর্তনকে আরও দ্রুত করার উপায় খুঁজে পেয়েছে বলে প্রতিবেদনে লিখেছে ব্রিটিশ দৈনিক ইন্ডিপেনডেন্ট।

স্মার্টফোন, ল্যাপটপ থেকে শুরু করে ইলেকট্রিক গাড়ি পর্যন্ত সবকিছু চালায় লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি। এসব ব্যাটারি চার্জ ও ডিসচার্জ হওয়ার সময় এর ভেতরে ছোট ছোট বিভিন্ন লিথিয়াম কণা এক দিক থেকে অন্য দিকে ঘোরাঘুরি করে, আর এভাবেই ব্যাটারি কাজ করে। এ প্রক্রিয়াটি ব্যাটারির পুরো আয়ু জুড়ে হাজার হাজার বার ঘটে।

ব্যাটারির মধ্যে লিথিয়াম আয়নের যাতায়াত প্রক্রিয়াটি যত দ্রুত ঘটে ব্যাটারি তত দ্রুত চার্জ হয় এবং তত বেশি শক্তি সরবরাহ করতে পারে।

এখন পর্যন্ত ব্যাটারি উন্নত করতে বেশিরভাগ সময় ভুল পদ্ধতির ওপরই নির্ভর করতেন ইঞ্জিনিয়াররা। তাদের অনুমান ছিল শত বছর পুরোনো এক সমীকরণের ওপর ভিত্তি করে। সেই তত্ত্ব অনুযায়ী পুরোপুরি বোঝা যাচ্ছিল না কোন উপাদানে কেন ভালো কাজ হয়, আর কোনটায় হয় না।

তবে এমআইটি’র গবেষকরা বলছেন, এটি মূলত ‘কাপলড আয়ন-ইলেকট্রন ট্রান্সফার’ নামের এক প্রক্রিয়ার ওপর নির্ভর করে, যেখানে লিথিয়াম আয়ন কেবল তখনই ইলেকট্রোডে সহজে প্রবেশ করতে পারে যখন একই সময়ে একটি ইলেকট্রনও তার সঙ্গে থাকে, অর্থাৎ এই ‘জোড়া চলাচল’ না হলে ব্যাটারি ধীরে চার্জ হয়।

এমআইটি’র গণিতের অধ্যাপক মার্টিন বাজান্ট বলেছেন, “আমাদের এই গবেষণার ফলে আমরা আশা করছি, এখন ব্যাটারির ভেতরের কাজ আরও নিয়ন্ত্রিত ও দ্রুত করা সম্ভব হবে, যা ব্যাটারির চার্জ ও ডিসচার্জের গতি বাড়াতে সহায়তা করবে।”

ফোন ও ইলেকট্রিক গাড়িতে ব্যবহৃত উপাদানসহ ৫০টিরও বেশি উপাদান পরীক্ষা করে গবেষকরা দেখেছেন, আগের তত্ত্ব অনুযায়ী মনে করা হত, প্রচলিত পুরানো মডেলটিতে ব্যাটারির ভেতরে প্রতিক্রিয়া খুব দ্রুত ঘটে। তবে বাস্তবে তা এতটা দ্রুত হয় না।

এমআইটি’র গবেষকরা এমন এক নতুন ব্যাখ্যা দিয়েছেন, যা বাস্তবের সঙ্গে মিলে গিয়েছে এবং কেবল তাই নয়, এই তত্ত্ব থেকে এটি কীভাবে আরও দ্রুত করা যায়, সেই উপায়ও বেরিয়েছে।

অধ্যাপক বাজান্ট বলেন, এ গবেষণা ব্যাটারি নির্মাতাদের এখন এমন এক তাত্ত্বিক ভিত্তি দিতে পারে, যার মাধ্যমে তারা আর অনুমানের ওপর ভরসা না করে বৈজ্ঞানিক ও পরিকল্পিতভাবে ব্যাটারি ডিজাইন করতে পারবে, যা আরও কার্যকর ও সাশ্রয়ী হবে।

অধ্যাপক বাজান্টের সহকর্মী অধ্যাপক ইয়াং শাও-হর্ন বলেছেন, এ তত্ত্বটি বহু বছর ধরে নানা ধরনের বিভ্রান্তিকর ও অস্পষ্ট গবেষণার ফলাফলকে একসঙ্গে করে স্পষ্ট ও সুনির্দিষ্ট ব্যাখ্যার আওতায় আনবে।

‘লিথিয়াম-আয়ন ইন্টারক্যালেশন বাই কাপলড আয়ন-ইলেকট্রন ট্রান্সফার’ শিরোনামে গবেষণাটি প্রকাশ পেয়েছে বিজ্ঞানভিত্তিক জার্নাল ‘সায়েন্স’-এ।