লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য ম্যাঙ্গানিজ মেকওভার
22 মার্চ 2021 - লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি শক্তি সঞ্চয় লিথিয়াম-আয়ন শক্তি সঞ্চয়
কোবাল্ট-মুক্ত ক্যাথোডগুলি উপলব্ধ সবচেয়ে সস্তা ধাতুগুলির মধ্যে একটি ব্যবহার করে সরবরাহের সমস্যাগুলি মোকাবেলা করতে পারে।
মার্কিন গবেষকরা একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি তৈরি করেছেন যা ঐতিহ্যগত কোবাল্ট বা নিকেলের পরিবর্তে ক্যাথোড উপাদান হিসাবে ম্যাঙ্গানিজ ব্যবহার করে। কাজটি এই ক্রমবর্ধমান ব্যয়বহুল এবং সীমিত সংস্থানগুলির একটি সস্তা এবং প্রচুর বিকল্প প্রস্তাব করতে পারে, যা লিথিয়াম-আয়ন শক্তি সঞ্চয়ের দ্রুত ক্রমবর্ধমান চাহিদা মেটাতে একটি উপায় প্রদান করে।
বেশিরভাগ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ক্যাথোডগুলি কোবাল্ট বা নিকেলের উপর নির্ভর করে কারণ তারা সহজেই কাঠামোগুলি স্তরযুক্ত এবং অর্ডারযুক্ত রাখে। কিন্তু 2014 সালে ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি (এমআইটি) এর জেরব্র্যান্ড সিডারের নেতৃত্বে একটি দল দেখিয়েছিল যে একটি বিকৃত কাঠামো সহ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি ততক্ষণ কাজ করতে পারে যতক্ষণ তারা লিথিয়াম সমৃদ্ধ থাকে, নতুন চেষ্টা করার সম্ভাবনা উন্মুক্ত করে, এবং সম্ভবত ভাল, উপকরণ।
ইউনিভার্সিটি অফ ক্যালিফোর্নিয়া এবং লরেন্স বার্কলে ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি, ইউএস-এর সিডার এবং সহকর্মীরা এখন একটি বিকৃত ম্যাঙ্গানিজ-ভিত্তিক ক্যাথোড সহ একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি তৈরি করেছে এবং দেখিয়েছে যে এটি কোবাল্ট বা নিকেলের চেয়ে বেশি শক্তি সঞ্চয় করতে পারে। 'আমাদের ধারণা ছিল যে আমরা যদি ক্যাথোড তৈরি করতে পারি যেখানে আমরা লেয়ারিং সম্পর্কে চিন্তা করি না, আমরা ধাতুর আরও বিস্তৃত বর্ণালী ব্যবহার করতে পারি,' এমআইটি থেকে প্রধান লেখক জিনহুক লি বলেছেন। 'আমরা ম্যাঙ্গানিজের জন্য যাওয়ার সিদ্ধান্ত নিয়েছি কারণ এটি পাওয়া যায় সবচেয়ে সস্তা ধাতুগুলির মধ্যে একটি।'
ম্যাঙ্গানিজ ইতিমধ্যেই ঐতিহ্যগত স্তরযুক্ত লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ক্যাথোডে ব্যবহৃত হয় কিন্তু ইলেক্ট্রন স্টোরেজের সামান্য জড়িত থাকার সাথে একটি স্থিতিশীল ধাতু হিসাবে। বিশৃঙ্খল ম্যাঙ্গানিজ এবং অন্যান্য ধাতব অক্সাইড থেকে বিশুদ্ধভাবে ক্যাথোড তৈরির সাম্প্রতিক প্রচেষ্টা সীমিত করা হয়েছে কারণ চার্জিংয়ের সময় লিথিয়াম আয়নগুলি ক্যাথোড থেকে লিথিয়াম-ভিত্তিক অ্যানোডে চলে যাওয়ার সময় অতিরিক্ত অক্সিজেন রিডক্স কার্যকলাপের কারণে তারা অস্থির হয়ে ওঠে এবং ক্ষমতা হারায়।
এই কার্যকলাপ কমাতে এবং একটি উচ্চ ক্ষমতার ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড ক্যাথোড পেতে, সিডারের দল দুটি ইলেকট্রন বিনিময় করার জন্য ম্যাঙ্গানিজ পাওয়ার একটি উপায় খুঁজে পেয়েছিল, যা একটির পরিবর্তে উচ্চ ক্ষমতার নিকেল-ভিত্তিক ক্যাথোডগুলি করে। এতে কিছু অক্সিজেন আয়নকে নিম্ন-ভ্যালেন্ট ফ্লোরিন আয়ন দিয়ে প্রতিস্থাপিত করে ম্যাঙ্গানিজ ভ্যালেন্সকে Mn2+ এ কমিয়ে আনার সাথে সাথে কিছু ম্যাঙ্গানিজ ক্যাটেশনকে উচ্চ-ভ্যালেন্ট নাইওবিয়াম এবং টাইটানিয়াম আয়নগুলির সাথে অদলবদল করা জড়িত। এর মানে হল যে ম্যাঙ্গানিজ ক্যাশনের ডবল রেডক্স Mn2+ থেকে Mn4+ হতে পারে, লিথিয়াম আয়নগুলির একটি উচ্চ ভগ্নাংশকে অস্থির না হয়ে ক্যাথোড থেকে লিথিয়াম অ্যানোডে যাওয়ার অনুমতি দেয়।
'আমাদের ল্যাব স্কেল [ব্যাটারি সাইক্লিং টেস্ট] ফলাফলগুলি বিদ্যমান ক্যাথোডের (600-700 Wh/kg) তুলনায় আমাদের ক্যাথোডগুলির (~1000 Wh/kg) যথেষ্ট উচ্চ শক্তির ঘনত্ব দেখায়,' Ceder বলেছেন। 'কিন্তু আমাদের ডেটা বাণিজ্যিক স্কেলে নয়, তাই আমাদের উপকরণগুলির আরও পরীক্ষা এবং অপ্টিমাইজেশন অনুসরণ করা উচিত।'
'যদিও ব্যবহারিক প্রয়োগের জন্য চক্রের স্থিতিশীলতার আরও উন্নতি প্রয়োজন, রিপোর্ট করা কৌশলটি দুর্দান্ত প্রতিশ্রুতি ধারণ করে এবং বিভিন্ন উচ্চ ভ্যালেন্ট ক্যাশনের বিস্তৃত অন্বেষণের অনুমতি দেয়,' মন্তব্য গ্লেব ইউশিন, যিনি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের জর্জিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজিতে শক্তি সঞ্চয়স্থানের তদন্ত করেন৷ 'সেল ভোল্টেজকে খুব কম মানগুলিতে কমানোর প্রয়োজনীয়তা ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিতে রিপোর্ট করা প্রযুক্তির প্রয়োগের জন্য একটি বাধা তৈরি করতে পারে, তবে স্বয়ংচালিত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য এটি একটি বড় চুক্তি হওয়া উচিত নয়।'
টেলিফোন: 86-0755-33065435
মেইল: info@vtcpower.com
ওয়েব: www.vtcbattery.com
ঠিকানা: নং 10, জিনলিং রোড, ঝংকাই ইন্ডাস্ট্রিয়াল পার্ক, হুইঝো সিটি, চীন
হট কীওয়ার্ড: পলিমার লিথিয়াম ব্যাটারি, পলিমার লিথিয়াম ব্যাটারি প্রস্তুতকারক, লাইফপো 4 ব্যাটারি, লিথিয়াম-আয়ন পলিমার (LiPo) ব্যাটারি, লি-আয়ন ব্যাটারি, LiSoci2, NiMH-NiCD ব্যাটারি, ব্যাটারি BMS
দৈনন্দিন জীবনে, লিথিয়াম ব্যাটারির ব্যবহার সম্পর্কে আরও জানুন, বিশেষ করে চার্জিং ডিভাইস এবং মোবাইল ফোন, খুব বেশিক্ষণ চার্জ করার কারণে বিস্ফোরণ এড়াতে
