চীনের বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয়ের (USTC) অধ্যাপক চেন ওয়েইয়ের নেতৃত্বে একটি গবেষণা দল একটি নতুন রাসায়নিক ব্যাটারি সিস্টেম চালু করেছে যা হাইড্রোজেন গ্যাসকে অ্যানোড হিসাবে ব্যবহার করে। গবেষণাটি প্রকাশিত হয়েছেAngewandte Chemie আন্তর্জাতিক সংস্করণ.
হাইড্রোজেন (এইচ2) তার অনুকূল তড়িৎ রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের কারণে একটি স্থিতিশীল এবং সাশ্রয়ী পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি বাহক হিসেবে মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। তবে, ঐতিহ্যবাহী হাইড্রোজেন-ভিত্তিক ব্যাটারিগুলি প্রাথমিকভাবে H ব্যবহার করে২ক্যাথোড হিসেবে, যা তাদের ভোল্টেজ পরিসরকে 0.8–1.4 V-এর মধ্যে সীমাবদ্ধ করে এবং তাদের সামগ্রিক শক্তি সঞ্চয় ক্ষমতা সীমিত করে। সীমাবদ্ধতা কাটিয়ে ওঠার জন্য, গবেষণা দল একটি অভিনব পদ্ধতির প্রস্তাব করেছে: H ব্যবহার করে২অ্যানোড হিসেবে শক্তির ঘনত্ব এবং কার্যকরী ভোল্টেজ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে। অ্যানোড হিসেবে লিথিয়াম ধাতুর সাথে যুক্ত হলে, ব্যাটারিটি ব্যতিক্রমী তড়িৎ রাসায়নিক কর্মক্ষমতা প্রদর্শন করে।
Li−H ব্যাটারির পরিকল্পনা। (ছবি: USTC)
গবেষকরা একটি প্রোটোটাইপ Li-H ব্যাটারি সিস্টেম ডিজাইন করেছেন, যাতে একটি লিথিয়াম ধাতব অ্যানোড, একটি প্ল্যাটিনাম-আবৃত গ্যাস বিস্তার স্তর যা হাইড্রোজেন ক্যাথোড হিসাবে কাজ করে এবং একটি কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট (Li১.৩Al০.৩Ti১.৭(পোস্ট4)3, অথবা LATP)। এই কনফিগারেশনটি অবাঞ্ছিত রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়া কমিয়ে দক্ষ লিথিয়াম আয়ন পরিবহনের সুযোগ করে দেয়। পরীক্ষার মাধ্যমে, Li-H ব্যাটারিটি 2825 Wh/kg এর তাত্ত্বিক শক্তি ঘনত্ব প্রদর্শন করেছে, যা প্রায় 3V এর স্থির ভোল্টেজ বজায় রেখেছে। উপরন্তু, এটি 99.7% এর একটি উল্লেখযোগ্য রাউন্ড-ট্রিপ দক্ষতা (RTE) অর্জন করেছে, যা দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা বজায় রেখে চার্জিং এবং ডিসচার্জিং চক্রের সময় ন্যূনতম শক্তি ক্ষতি নির্দেশ করে।
খরচ-দক্ষতা, নিরাপত্তা এবং উৎপাদনের সরলতা আরও উন্নত করার জন্য, দলটি একটি অ্যানোড-মুক্ত Li-H ব্যাটারি তৈরি করেছে যা আগে থেকে ইনস্টল করা লিথিয়াম ধাতুর প্রয়োজনীয়তা দূর করে। পরিবর্তে, ব্যাটারি লিথিয়াম লবণ (LiH) থেকে লিথিয়াম জমা করে।2PO4এবং LiOH) চার্জিং এর সময় ইলেক্ট্রোলাইটে থাকে। এই সংস্করণটি স্ট্যান্ডার্ড Li-H ব্যাটারির সুবিধাগুলি ধরে রাখে এবং অতিরিক্ত সুবিধা প্রদান করে। এটি ৯৮.৫% কুলম্বিক দক্ষতা (CE) সহ দক্ষ লিথিয়াম প্লেটিং এবং স্ট্রিপিং সক্ষম করে। তাছাড়া, এটি কম হাইড্রোজেন ঘনত্বেও স্থিতিশীলভাবে কাজ করে, উচ্চ-চাপ H₂ স্টোরেজের উপর নির্ভরতা হ্রাস করে। ব্যাটারির ইলেক্ট্রোলাইটের মধ্যে লিথিয়াম এবং হাইড্রোজেন আয়ন কীভাবে চলাচল করে তা বোঝার জন্য ঘনত্ব কার্যকরী তত্ত্ব (DFT) সিমুলেশনের মতো কম্পিউটেশনাল মডেলিং করা হয়েছিল।
Li-H ব্যাটারি প্রযুক্তির এই অগ্রগতি উন্নত শক্তি সঞ্চয় সমাধানের জন্য নতুন সুযোগ তৈরি করেছে, যার সম্ভাব্য প্রয়োগগুলি পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি গ্রিড, বৈদ্যুতিক যানবাহন এবং এমনকি মহাকাশ প্রযুক্তিতেও বিস্তৃত। প্রচলিত নিকেল-হাইড্রোজেন ব্যাটারির তুলনায়, Li-H সিস্টেম বর্ধিত শক্তি ঘনত্ব এবং দক্ষতা প্রদান করে, যা এটিকে পরবর্তী প্রজন্মের বিদ্যুৎ সঞ্চয়ের জন্য একটি শক্তিশালী প্রার্থী করে তোলে। অ্যানোড-মুক্ত সংস্করণটি আরও সাশ্রয়ী এবং স্কেলেবল হাইড্রোজেন-ভিত্তিক ব্যাটারির ভিত্তি স্থাপন করে।
কাগজের লিঙ্ক:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(ঝেং জিহং লিখেছেন, WU Yuyang দ্বারা সম্পাদিত)
পোস্টের সময়: মার্চ-১২-২০২৫