নতুন শক্তির যানবাহনের ব্যাটারিগুলো কী কী প্রকারের হয়?

তুলনামূলকভাবে একটি পরিণত প্রযুক্তি হওয়ায়, লেড-অ্যাসিড ব্যাটারি এখনও ব্যাপকভাবে উৎপাদিত বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য একমাত্র ব্যাটারি, কারণ এর দাম কম এবং ডিসচার্জের হার বেশি। তবে, লেড-অ্যাসিড ব্যাটারির নির্দিষ্ট শক্তি, নির্দিষ্ট ক্ষমতা এবং শক্তি ঘনত্ব খুবই কম, এবং এটিকে শক্তির উৎস হিসেবে ব্যবহার করা বৈদ্যুতিক যানবাহন ভালো গতি এবং ড্রাইভিং রেঞ্জ অর্জন করতে পারে না।

২, নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারি এবং নিকেল-মেটাল হাইড্রাইড ব্যাটারি

নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারি (প্রায়শই NiCd নামে সংক্ষেপে পরিচিত, উচ্চারণ “নাই-ক্যাড”) এক ধরনের জনপ্রিয় সঞ্চয়ী ব্যাটারি। এই ব্যাটারি বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য রাসায়নিক পদার্থ হিসেবে নিকেল হাইড্রোক্সাইড (NiOH) এবং ক্যাডমিয়াম ধাতু (Cd) ব্যবহার করে। যদিও এর কার্যক্ষমতা লেড-অ্যাসিড ব্যাটারির চেয়ে ভালো, তবে এতে ভারী ধাতু থাকে এবং পরিত্যক্ত হওয়ার পর এটি পরিবেশ দূষণ করে।

নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারি ৫০০ বারেরও বেশি চার্জ ও ডিসচার্জ করা যায়, যা সাশ্রয়ী এবং টেকসই। এর অভ্যন্তরীণ রোধ কম হওয়ায় এটি দ্রুত চার্জ হতে পারে এবং লোডের জন্য উচ্চ হারে কারেন্ট সরবরাহ করতে পারে। ডিসচার্জের সময় এর ভোল্টেজের পরিবর্তন খুব সামান্য হয়, তাই এটি ডিসি পাওয়ার সাপ্লাইয়ের জন্য একটি অত্যন্ত আদর্শ ব্যাটারি। অন্যান্য ধরনের ব্যাটারির তুলনায় নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারি ওভারচার্জ বা ওভারডিসচার্জ সহ্য করতে পারে।

নিকেল-মেটাল হাইড্রাইড ব্যাটারি হাইড্রোজেন আয়ন এবং নিকেল ধাতু দ্বারা গঠিত। এর পাওয়ার রিজার্ভ নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারির চেয়ে ৩০% বেশি, এটি নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারির চেয়ে হালকা, এর কার্যকাল দীর্ঘ এবং এটি পরিবেশ দূষণ করে না। তবে এর দাম নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারির চেয়ে অনেক বেশি।

৩, লিথিয়াম ব্যাটারি

লিথিয়াম ব্যাটারি হলো এক ধরনের ব্যাটারি, যেখানে নেগেটিভ ইলেকট্রোড উপাদান হিসেবে লিথিয়াম ধাতু বা লিথিয়াম সংকর ব্যবহৃত হয় এবং এতে অ-জলীয় ইলেকট্রোলাইট দ্রবণ ব্যবহার করা হয়। লিথিয়াম ব্যাটারিকে প্রধানত দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা যায়: লিথিয়াম মেটাল ব্যাটারি এবং লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে লিথিয়াম ধাতব অবস্থায় থাকে না এবং এগুলো পুনরায় চার্জযোগ্য।

লিথিয়াম মেটাল ব্যাটারি সাধারণত এমন ব্যাটারি যা পজিটিভ ইলেকট্রোড উপাদান হিসেবে ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড, নেগেটিভ ইলেকট্রোড উপাদান হিসেবে লিথিয়াম ধাতু বা এর সংকর ধাতু এবং অ-জলীয় ইলেকট্রোলাইট দ্রবণ ব্যবহার করে। লিথিয়াম ব্যাটারির উপাদানগত গঠন প্রধানত হলো: পজিটিভ ইলেকট্রোড উপাদান, নেগেটিভ ইলেকট্রোড উপাদান, ডায়াফ্রাম এবং ইলেকট্রোলাইট।

ক্যাথোড উপাদানগুলোর মধ্যে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় লিথিয়াম কোবাল্টেট, লিথিয়াম ম্যাঙ্গানেট, লিথিয়াম আয়রন ফসফেট এবং টারনারি উপাদান (নিকেল-কোবাল্ট-ম্যাঙ্গানিজ পলিমার)। পজিটিভ ইলেকট্রোড উপাদানের পরিমাণ অনেক বেশি (পজিটিভ ও নেগেটিভ ইলেকট্রোড উপাদানের ভরের অনুপাত ৩:১ থেকে ৪:১), কারণ পজিটিভ ইলেকট্রোড উপাদানের কার্যকারিতা সরাসরি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে এবং এর খরচ সরাসরি ব্যাটারির দাম নির্ধারণ করে।

নেগেটিভ ইলেকট্রোড উপাদানগুলোর মধ্যে বর্তমানে প্রধানত প্রাকৃতিক গ্রাফাইট এবং কৃত্রিম গ্রাফাইট ব্যবহৃত হয়। যেসব অ্যানোড উপাদান নিয়ে গবেষণা চলছে, সেগুলো হলো নাইট্রাইড, পিএএস (PAS), টিন-ভিত্তিক অক্সাইড, টিন অ্যালয়, ন্যানো-অ্যানোড উপাদান এবং আরও কিছু ইন্টারমেটালিক যৌগ। লিথিয়াম ব্যাটারির চারটি প্রধান উপাদানের অন্যতম হিসেবে, নেগেটিভ ইলেকট্রোড উপাদানগুলো ব্যাটারির ধারণক্ষমতা এবং সাইকেল পারফরম্যান্স উন্নত করতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে এবং লিথিয়াম ব্যাটারি শিল্পের মধ্যবর্তী পর্যায়ের কেন্দ্রবিন্দুতে রয়েছে।

৪. জ্বালানি কোষ

ফুয়েল সেল হলো একটি দহনবিহীন তড়িৎ-রাসায়নিক শক্তি রূপান্তরকারী যন্ত্র। হাইড্রোজেন (অন্যান্য জ্বালানি) এবং অক্সিজেনের রাসায়নিক শক্তি ক্রমাগত বিদ্যুতে রূপান্তরিত হয়। এর কার্যপ্রণালী হলো, অ্যানোড অনুঘটকের প্রভাবে H2 জারিত হয়ে H+ এবং e- তে পরিণত হয়, H+ প্রোটন বিনিময় ঝিল্লির মাধ্যমে ধনাত্মক তড়িৎদ্বারে পৌঁছায়, ক্যাথোডে O2 এর সাথে বিক্রিয়া করে পানি তৈরি করে এবং e- বাহ্যিক বর্তনীর মাধ্যমে ক্যাথোডে পৌঁছায়, এবং এই অবিচ্ছিন্ন বিক্রিয়া একটি তড়িৎ প্রবাহ তৈরি করে। যদিও ফুয়েল সেলের নামে “ব্যাটারি” শব্দটি রয়েছে, এটি প্রচলিত অর্থে কোনো শক্তি সঞ্চয়কারী যন্ত্র নয়, বরং একটি বিদ্যুৎ উৎপাদনকারী যন্ত্র, যা ফুয়েল সেল এবং প্রচলিত ব্যাটারির মধ্যে সবচেয়ে বড় পার্থক্য।

ব্যাটারির কার্যক্ষমতা ও আয়ুষ্কাল পরীক্ষা করার জন্য আমাদের কোম্পানি বিভিন্ন ধরনের পরীক্ষার সরঞ্জাম ব্যবহার করে থাকে, যেমন—স্থির তাপমাত্রা ও আর্দ্রতা পরীক্ষা চেম্বার, থার্মাল শক পরীক্ষা চেম্বার, জেনন ল্যাম্প এজিং পরীক্ষা চেম্বার এবং ইউভি এজিং পরীক্ষা চেম্বার।

স্থির তাপমাত্রা ও আর্দ্রতা পরীক্ষা কক্ষ: এই যন্ত্রটি বিভিন্ন পরিবেশগত পরিস্থিতি অনুকরণ করার জন্য নিয়ন্ত্রিত তাপমাত্রা ও আর্দ্রতার অবস্থা প্রদান করে। বিভিন্ন তাপমাত্রা ও আর্দ্রতার পরিস্থিতিতে ব্যাটারিগুলোকে দীর্ঘমেয়াদী পরীক্ষার মাধ্যমে আমরা সেগুলোর স্থিতিশীলতা এবং কার্যক্ষমতার পরিবর্তন মূল্যায়ন করতে পারি।

থার্মাল শক টেস্ট চেম্বার: এই চেম্বারটি ব্যাটারির কার্যকালীন সময়ে ঘটতে পারে এমন দ্রুত তাপমাত্রার পরিবর্তনকে অনুকরণ করে। ব্যাটারিগুলোকে চরম তাপমাত্রার তারতম্যের, যেমন দ্রুত উচ্চ থেকে নিম্ন তাপমাত্রায় পরিবর্তনের, সংস্পর্শে এনে আমরা তাপমাত্রার এই ওঠানামার অধীনে সেগুলোর কার্যক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতা মূল্যায়ন করতে পারি।

জেনন ল্যাম্প এজিং টেস্ট চেম্বার: এই যন্ত্রটি জেনন ল্যাম্প থেকে নির্গত তীব্র আলোক বিকিরণের সংস্পর্শে এনে ব্যাটারিগুলোকে সূর্যালোকের অবস্থার অনুকরণ করে। এই সিমুলেশনটি দীর্ঘক্ষণ আলোর সংস্পর্শে থাকলে ব্যাটারির কর্মক্ষমতা হ্রাস এবং স্থায়িত্ব মূল্যায়ন করতে সাহায্য করে।

ইউভি বার্ধক্য পরীক্ষা চেম্বার: এই চেম্বারটি অতিবেগুনি রশ্মির পরিবেশের অনুকরণ করে। ব্যাটারিগুলোকে ইউভি আলোর সংস্পর্শে এনে, আমরা দীর্ঘ সময় ধরে ইউভি রশ্মির সংস্পর্শে থাকার পরিস্থিতিতে সেগুলোর কর্মক্ষমতা এবং স্থায়িত্ব পরীক্ষা করতে পারি।
এই পরীক্ষার সরঞ্জামগুলির সমন্বিত ব্যবহারের মাধ্যমে ব্যাটারির ব্যাপক ক্লান্তি এবং আয়ুষ্কাল পরীক্ষা করা সম্ভব হয়। এটি মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে, এই পরীক্ষাগুলি পরিচালনা করার আগে, সঠিক এবং নিরাপদ পরীক্ষা পদ্ধতি নিশ্চিত করার জন্য প্রাসঙ্গিক সুরক্ষা নির্দেশিকা মেনে চলা এবং পরীক্ষার সরঞ্জামগুলির পরিচালন নির্দেশাবলী কঠোরভাবে অনুসরণ করা অপরিহার্য।