ব্যাটারি বিপ্লব ঘটাবে নতুন নিরাময়যোগ্য উপাদান: গবেষণা

ছবি: ইউসি সান ডিয়েগো জ্যাকবস স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিং

বৈশ্বিক ব্যাটারি খাতে বিপ্লব ঘটাতে পারে নতুন আবিষ্কৃত ‘হিলএবল’ উপাদান — এমনটাই দাবি এর নির্মাতাদের।

দীর্ঘদিন ধরেই লিথিয়াম ও সালফার থেকে ‘সলিড-স্টেট’ শ্রেণির ব্যাটারি তৈরির চেষ্টা করছেন বিজ্ঞানীরা। বর্তমান বাজারে সবচেয়ে বেশি চলে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি। ফোন থেকে শুরু করে গাড়ি’সহ নানা যন্ত্রে ব্যবহৃত হয় এগুলো। গবেষকরা বলছেন, নতুন এ প্রযুক্তি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ভাল বিকল্প হতে পারে। এর কারণ, লিথিয়াম ও সালফারের মাধ্যমে তৈরি ব্যাটারি বেশি বিদ্যুৎ সঞ্চয় করতে পারে ও এতে খরচও কম হয়।

নতু এই ব্যাটারি প্রচলিত ব্যাটারির তুলনায় দ্বিগুণ বিদ্যুৎ সঞ্চয় করতে পারে। উদাহরণ হিসেবে, একটি বিদ্যুচ্চালিত গাড়িতে অতিরিক্ত কোনও ওজন যোগ না করেই দ্বিগুণ বিদ্যুৎ সরবরাহ করবে এটি।

গুরুত্বপূর্ণ তথ্য হলো, সহজলভ্য উপাদান দিয়েই তৈরি করা যাবে নতুন এই ব্যাটারি, যা পরিবেশের জন্যও ভালো ও সাশ্রয়ী।

এদিকে, সালফারের ক্যাথোড উৎপাদনে সমস্যা থাকায় লিথিয়াম এবং সালফার দিয়ে ‘সলিড-স্টেট’ ব্যাটারি বানানো একটু জটিল। এর কারণ হল, ইলেকট্রন পরিবহনের ক্ষেত্রে সালফার যথেষ্ট কার্যকর নয়।

পাশাপাশি এইসব ব্যাটারি চার্জ করার সময় সালফার প্রসারিত ও সংকুচিত হতে পারে। এর মানে, এ ধরনের ব্যাটারি তৈরিতে সালফার ব্যবহার করলে সেগুলো দ্রুতই নষ্ট হতে পারে এমনকি এর কার্যকারিতাও তুলনামূলক কম।

তাই বিজ্ঞানীরা সম্প্রতি সালফার ও আয়োডিনের ক্রিস্টাল থেকে একটি নতুন ক্যাথোড বানিয়েছেন, যা আয়োডিনকে অনেক বেশি বিদ্যুৎ পরিবাহী করে তোলে ও এটি সালফারের চেয়ে হাজার কোটি গুণ কার্যকর।

“আমরা এই নতুন উদ্ভাবন নিয়ে খুবই আনন্দিত,” বলেছেন ‘ইউনিভার্সিটি অফ ক্যালিফোর্নিয়া স্যান ডিয়েগো’র ‘ন্যানোইঞ্জিনিয়ারিং’ বিভাগের অধ্যাপক ও স্যান ডিয়েগোর গবেষণা সংস্থা ‘সাসটেইনএবল পাওয়ার অ্যান্ড এনার্জি সেন্টার’-এর পরিচালক পিং লিউ।

“সালফারের বিদ্যুৎ পরিবহনের ক্ষমতা এতটা বেড়ে যাওয়া সত্যিই একটি চমকপ্রদ বিষয় ও বৈজ্ঞানিক দৃষ্টিকোণ থেকেও খুবই আকর্ষণীয়।”

সালফার ও আয়োডিনের ক্রিস্টালটি কম তাপমাত্রায় রাখলেই গলে যেতে পারে। উদাহরণ হিসেবে ধরা যায়, একে গরম কফির কাপের নিচে রাখা। এর মানে, এ ক্রিস্টালটিকে চার্জ করার পরও গলানো যেতে পারে ও চার্জ হওয়ার সময় একে সারিয়ে ফেলার সুযোগও মিলবে।

ফলে, ক্রমাগত ব্যাটারি চার্জ দিলে যে ধরনের অসুবিধা দেখা যায়, তা মোকাবেলা করার ক্ষেত্রেও সহায়ক হবে এটি।

“নতুন ক্যাথোডটি নিম্ন তাপমাত্রায় গলে যাওয়ায় ব্যাটারির বিভিন্ন ইন্টারফেইসের মেরামত সম্ভব হবে, যা এইসব ব্যাটারির জন্য একটি দীর্ঘমেয়াদি সমাধানও বটে,” বলেন এই গবেষণার সহ-লেখক ও ‘লিউ’র গবেষণা দলের ‘ন্যানো ইঞ্জিনিয়ারিং’ বিভাগের সাবেক গবেষক জিয়ানবিন ঝো।

“নতুন এ উপাদানটি ভবিষ্যতে উচ্চ বৈদ্যুতিক ঘনত্বের ‘সলিড-স্টেট’ ব্যাটারি উৎপাদনের ক্ষেত্রে একটি কার্যকর সমাধান।”

গবেষকরা লক্ষ্য করেছেন, ‘সলিড-স্টেট’ ব্যাটারি উৎপাদনের ক্ষেত্রে এখনও অনেক কাজ বাকি। তবে, ভবিষ্যতে গাড়ির ব্যাটারি উৎপাদনে এমন উপাদান ব্যবহারের সম্ভাবনা আছে, যেখানে নতুন উদ্ভাবনটি সেই বাস্তবতার কাছাকাছি নিয়ে যাওয়ার ক্ষেত্রে সহায়ক ভূমিকা রাখতে পারে বলে ধারণা প্রকাশ করেছেন বিজ্ঞানীরা।

এই গবেষণার বিস্তারিত উল্লেখ রয়েছে ‘হিলএবল অ্যান্ড কনডাকটিভ সালফার আয়োনাইড ফর সলিড-স্টেট লি-এস ব্যাটারিস’ শীর্ষক গবেষণাপত্রে, যা প্রকাশ পেয়েছে বৈজ্ঞানিক জার্নাল ‘নেচার’-এ।