কেন দ্রুত চার্জিং ব্যাটারির মৃত্যু হয়?

তারা তেল পরিবর্তন করতে চায়, তবে তাদের এখনও মারাত্মক ত্রুটি রয়েছে যা সম্পর্কে নির্মাতারা নীরব।

কয়লা যুগের কথা মনে আছে বহুদিন। তেলের যুগও শেষ হতে চলেছে। এক্সএনএমএমএক্স শতাব্দীর তৃতীয় দশকে, আমরা ব্যাটারির যুগে স্পষ্টভাবে বসবাস করছি।

বিদ্যুৎ মানুষের জীবনে প্রবেশের পর থেকে তাদের ভূমিকা সর্বদা তাৎপর্যপূর্ণ। তবে এখন তিনটি প্রবণতা হঠাৎ করে গ্রহটির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তি শক্তি সঞ্চয়কে পরিণত করেছে।

প্রথম প্রবণতা হল মোবাইল ডিভাইসের বুম - স্মার্টফোন, ট্যাবলেট, ল্যাপটপ৷ আমাদের ফ্ল্যাশলাইট, মোবাইল রেডিও এবং পোর্টেবল ডিভাইসগুলির মতো জিনিসগুলির জন্য ব্যাটারির প্রয়োজন ছিল - সবই তুলনামূলকভাবে সীমিত ব্যবহার৷ আজ, প্রত্যেকের কাছে কমপক্ষে একটি ব্যক্তিগত মোবাইল ডিভাইস রয়েছে, যা তিনি প্রায় নিয়মিত ব্যবহার করেন এবং যা ছাড়া তার জীবন কল্পনা করা যায় না।

দ্বিতীয় প্রবণতা হল পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির উৎসের ব্যবহার এবং বিদ্যুৎ উৎপাদন ও ব্যবহারের শীর্ষের মধ্যে আকস্মিক পার্থক্য। এটি সহজ ছিল: যখন মালিকরা সন্ধ্যায় চুলা এবং টিভি চালু করেন এবং খরচ দ্রুত বৃদ্ধি পায়, তখন তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্র এবং পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের অপারেটরদের কেবল শক্তি বাড়াতে হয়। কিন্তু সৌর এবং বায়ুর প্রজন্মের সাথে, এটি অসম্ভব: উৎপাদনের শিখর প্রায়শই এমন একটি সময়ে ঘটে যখন ব্যবহার তার সর্বনিম্ন স্তরে থাকে। অতএব, শক্তি কোন না কোনভাবে সংরক্ষণ করা আবশ্যক. একটি বিকল্প হল তথাকথিত "হাইড্রোজেন সোসাইটি", যেখানে বিদ্যুৎ হাইড্রোজেনে রূপান্তরিত হয় এবং তারপরে গ্রিড এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনে জ্বালানী সরবরাহ করে। কিন্তু প্রয়োজনীয় অবকাঠামোর অসাধারণ উচ্চ খরচ এবং হাইড্রোজেনের মানবজাতির খারাপ স্মৃতি (হিন্ডেনবার্গ এবং অন্যান্য) এই ধারণাটিকে আপাতত ব্যাকবার্নারের উপর ছেড়ে দেয়।

তথাকথিত "স্মার্ট গ্রিড" বিপণন বিভাগগুলির মনে দেখে: বৈদ্যুতিক গাড়িগুলি শীর্ষ উত্পাদন সময়ে অতিরিক্ত শক্তি অর্জন করে এবং তারপরে, প্রয়োজনে এটি গ্রিডে ফিরিয়ে দিতে পারে। তবে আধুনিক ব্যাটারি এখনও এ জাতীয় চ্যালেঞ্জের জন্য প্রস্তুত নয়।

এই সমস্যার আর কোনও সম্ভাব্য উত্তর তৃতীয় ধারার প্রতিশ্রুতি দেয়: ব্যাটারি-বৈদ্যুতিক যানবাহন (বিইভি) সহ অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন প্রতিস্থাপন। এই বৈদ্যুতিক যানগুলির পক্ষে অন্যতম প্রধান যুক্তি হ'ল তারা গ্রিডে সক্রিয় অংশগ্রহণকারী হতে পারে এবং প্রয়োজনের সময় সেগুলি ফেরত দেওয়ার জন্য উদ্বৃত্ত নিতে পারে।

টেসলা থেকে ভক্সওয়াগেন পর্যন্ত প্রতিটি ইভি প্রস্তুতকারক তাদের পিআর উপকরণগুলিতে এই ধারণাটি ব্যবহার করেন। যাইহোক, তাদের কেউই ইঞ্জিনিয়ারদের কাছে বেদনাদায়ক স্পষ্ট তা স্বীকার করেন না: আধুনিক ব্যাটারি এই জাতীয় কাজের জন্য উপযুক্ত নয়।

লিথিয়াম-আয়ন প্রযুক্তি যা আজ বাজারে আধিপত্য বিস্তার করে এবং আপনার ফিটনেস ট্র্যাকার থেকে দ্রুততম টেসলা মডেল এসকে সরবরাহ করে তার লিড অ্যাসিড বা নিকেল ধাতব হাইড্রাইড ব্যাটারির মতো পুরানো ধারণাগুলির তুলনায় অনেক সুবিধা রয়েছে। তবে এর কিছুটা সীমাবদ্ধতাও রয়েছে এবং সর্বোপরি বয়স বাড়ার দিকে ঝোঁকও রয়েছে ..

বেশিরভাগ লোক ব্যাটারিগুলিকে এক ধরণের নল হিসাবে ভাবেন যা বিদ্যুতটি কোনওরকম "প্রবাহিত" হয়। বাস্তবে, ব্যাটারিগুলি নিজেরাই বিদ্যুত সঞ্চয় করে না। তারা এটি নির্দিষ্ট রাসায়নিক প্রতিক্রিয়ার ট্রিগার করতে ব্যবহার করে। তারপরে তারা বিপরীত প্রতিক্রিয়া শুরু করতে এবং তাদের চার্জ ফিরে পেতে পারে।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলির জন্য, বিদ্যুতের প্রকাশের সাথে প্রতিক্রিয়াটি দেখতে পাওয়া যায়: ব্যাটারির আনোডে লিথিয়াম আয়নগুলি গঠিত হয়। এগুলি লিথিয়াম পরমাণু, যার প্রতিটিতে একটি করে ইলেকট্রন হারিয়েছে। আয়নগুলি তরল তড়িৎ বিদ্যুতের মধ্য দিয়ে ক্যাথোডে চলে যায়। এবং প্রকাশিত ইলেকট্রনগুলি বৈদ্যুতিক সার্কিটের মাধ্যমে চ্যানেল করা হয়, আমাদের প্রয়োজনীয় শক্তি সরবরাহ করে। চার্জ দেওয়ার জন্য যখন ব্যাটারি চালু করা হয়, তখন প্রক্রিয়াটি বিপরীত হয় এবং হারানো ইলেক্ট্রনগুলির সাথে আয়নগুলি সংগ্রহ করা হয়।

লিথিয়াম যৌগের সাথে "ওভারগ্রোথ" শর্ট সার্কিটের কারণ হতে পারে এবং ব্যাটারি জ্বলতে পারে।

দুর্ভাগ্যবশত, যাইহোক, উচ্চ প্রতিক্রিয়াশীলতা যা লিথিয়ামকে ব্যাটারি তৈরির জন্য এত উপযুক্ত করে তোলে তার একটি খারাপ দিক রয়েছে - এটি অন্যান্য, অবাঞ্ছিত রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে। অতএব, লিথিয়াম যৌগগুলির একটি পাতলা স্তর ধীরে ধীরে অ্যানোডের উপর তৈরি হয়, যা প্রতিক্রিয়াগুলিতে হস্তক্ষেপ করে। আর তাই ব্যাটারির ক্ষমতা কমে যায়। এটি যত তীব্রভাবে চার্জ করা এবং নিষ্কাশন করা হয়, এই আবরণটি তত ঘন হয়। কখনও কখনও এটি তথাকথিত "ডেনড্রাইটস" মুক্ত করতে পারে - মনে করুন লিথিয়াম যৌগের স্ট্যালাকটাইটগুলি - যা অ্যানোড থেকে ক্যাথোড পর্যন্ত প্রসারিত হয় এবং যদি তারা এটিতে পৌঁছায় তবে একটি শর্ট সার্কিট হতে পারে এবং ব্যাটারি জ্বলতে পারে।

প্রতিটি চার্জ এবং ডিসচার্জ চক্র লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির আয়ু কমিয়ে দেয়। কিন্তু সম্প্রতি ফ্যাশনেবল দ্রুত চার্জিং একটি তিন-ফেজ কারেন্টের সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রক্রিয়াটিকে গতিশীল করে। স্মার্টফোনের জন্য, এটি নির্মাতাদের জন্য একটি বড় বাধা নয়, যে কোনও ক্ষেত্রে, তারা প্রতি দুই থেকে তিন বছর পর পর ব্যবহারকারীদের তাদের ডিভাইস পরিবর্তন করতে বাধ্য করতে চায়। কিন্তু গাড়ি একটি সমস্যা।

বৈদ্যুতিন গাড়ি কেনার জন্য গ্রাহকদের বোঝাতে, নির্মাতাদের দ্রুত চার্জিংয়ের বিকল্পগুলির সাথে তাদেরও প্রলুব্ধ করতে হবে। তবে আয়নটির মতো দ্রুত স্টেশনগুলি প্রতিদিনের ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত নয়।

ব্যাটারির খরচ হল অন্য তৃতীয় এবং এমনকি আজকের বৈদ্যুতিক গাড়ির পুরো দামের থেকেও বেশি৷ তাদের গ্রাহকদের বোঝাতে যে তারা একটি টিকিং বোমা কিনছে না, সমস্ত নির্মাতারা একটি পৃথক, দীর্ঘ ব্যাটারির ওয়ারেন্টি প্রদান করে। একই সময়ে, তারা তাদের গাড়িগুলিকে দূরপাল্লার ভ্রমণের জন্য আকর্ষণীয় করে তুলতে দ্রুত চার্জিংয়ের উপর নির্ভর করে। সম্প্রতি অবধি, দ্রুততম চার্জিং স্টেশনগুলি 50 কিলোওয়াটে পরিচালিত হয়েছিল। কিন্তু নতুন মার্সিডিজ EQC 110kW পর্যন্ত চার্জ করা যেতে পারে, Audi e-tron 150kW পর্যন্ত, যেমন ইউরোপীয় Ionity চার্জিং স্টেশনগুলি অফার করে, এবং টেসলা বারটি আরও বেশি বাড়ানোর প্রস্তুতি নিচ্ছে৷

এই নির্মাতারা তাড়াতাড়ি স্বীকার করেছেন যে দ্রুত চার্জিং ব্যাটারি ধ্বংস করে দেবে। আয়নটির মতো স্টেশনগুলি জরুরি অবস্থার জন্য আরও উপযুক্ত যখন কোনও ব্যক্তি অনেক দূর এগিয়ে আসে এবং তার খুব কম সময় থাকে। অন্যথায়, ধীরে ধীরে বাড়িতে আপনার ব্যাটারি চার্জ করা একটি স্মার্ট পদ্ধতির।

এটি কীভাবে চার্জ করা এবং ছেড়ে দেওয়া হয় তা তার জীবনকালও গুরুত্বপূর্ণ। অতএব, বেশিরভাগ নির্মাতারা 80% বা 20% এর নিচে চার্জ দেওয়ার পরামর্শ দিচ্ছেন না। এই পদ্ধতির সাথে, একটি লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি প্রতি বছর তার ক্ষমতার প্রায় 2 শতাংশ হারায়। সুতরাং, এটি 10 ​​বছর বা প্রায় 200 কিলোমিটার অবধি স্থায়ী হতে পারে, এর পাওয়ার এতটা নেমে যাওয়ার আগে যে এটি কোনও গাড়ীতে ব্যবহারযোগ্য নয়।

অবশেষে, অবশ্যই, ব্যাটারি লাইফ তার অনন্য রাসায়নিক গঠনের উপর নির্ভর করে। এটি প্রতিটি প্রস্তুতকারকের জন্য আলাদা এবং অনেক ক্ষেত্রে এটি এতটাই নতুন যে এটি সময়ের সাথে সাথে কীভাবে বয়স বাড়বে তাও জানা যায় না। বেশ কয়েকটি নির্মাতারা ইতিমধ্যে "এক মিলিয়ন মাইল" (1.6 মিলিয়ন কিলোমিটার) আয়ু সহ একটি নতুন প্রজন্মের ব্যাটারির প্রতিশ্রুতি দিচ্ছেন। এলন মাস্কের মতে, টেসলা তাদের একটিতে কাজ করছে। চীনা কোম্পানি সিএটিএল, যা বিএমডব্লিউ এবং অর্ধ ডজন অন্যান্য কোম্পানিকে পণ্য সরবরাহ করে, প্রতিশ্রুতি দিয়েছে যে তার পরবর্তী ব্যাটারি 16 বছর বা 2 মিলিয়ন কিলোমিটার চলবে। জেনারেল মোটরস এবং কোরিয়ার এলজি কেমও অনুরূপ একটি প্রকল্প তৈরি করছে। এই কোম্পানিগুলির প্রত্যেকের নিজস্ব প্রযুক্তিগত সমাধান রয়েছে যা তারা বাস্তব জীবনে চেষ্টা করতে চায়। জিএম, উদাহরণস্বরূপ, ব্যাটারির কোষে আর্দ্রতা রোধে উদ্ভাবনী উপকরণ ব্যবহার করবে, যা ক্যাথোডে লিথিয়াম স্কেলিংয়ের একটি প্রধান কারণ। CATL প্রযুক্তি নিকেল-কোবাল্ট-ম্যাঙ্গানিজ অ্যানোডে অ্যালুমিনিয়াম যুক্ত করে। এটি কেবল কোবাল্টের প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করে না, যা বর্তমানে এই কাঁচামালের মধ্যে সবচেয়ে ব্যয়বহুল, কিন্তু ব্যাটারির আয়ুও বাড়ায়। অন্তত চীনা প্রকৌশলীরা এমনটাই আশা করছেন। একটি ধারণা অনুশীলনে কাজ করে কিনা তা জানতে পেরে সম্ভাব্য ক্লায়েন্টরা খুশি।