অ্যালুমিনিয়াম উপাদান দিয়ে সস্তা, নিরাপদ, শক্তিশালী ব্যাটারি নির্মাণ

একটি ভাল ব্যাটারির দুটি গুণ থাকে নানা যন্ত্রপাতিকে শক্তি সরবরাহের জন্য উচ্চ শক্তির ঘনত্ব এবং স্থিতিশীলতা যাতে এটিকে নিরাপদে এবং নির্ভরযোগ্যভাবে হাজার হাজার বার রিচার্জ করা যায়। গত ত্রিশ বছর ধরে, স্মার্টফোন, ল্যাপটপ এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ব্যবহার হয়ে চলেছে। কিন্তু ব্যাটারি গবেষকরা পরবর্তী প্রজন্মের দূরপাল্লার যানবাহন এবং বৈদ্যুতিক বিমানের জন্য নিরাপদ, সস্তা এবং আরও শক্তিশালী ব্যাটারি সিস্টেমের অনুসন্ধান করছেন, যা লিথিয়াম-আয়নের চেয়ে বেশি কার্যকারী।
জর্জিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির গবেষকদের একটি দল, ম্যাথু ম্যাকডোয়েলের নেতৃত্বে, জর্জ ডব্লিউ. উডরাফ স্কুল অফ মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং এবং স্কুল অফ ম্যাটেরিয়ালস সায়েন্স অ্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সহযোগী অধ্যাপক, উচ্চ শক্তির ঘনত্বসম্পন্ন এবং স্থিতিশীল ব্যাটারি তৈরি করতে অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল ব্যবহার করছেন।এই দলটি নতুন ব্যাটারি সিস্টেম নিয়ে, নেচার কমিউনিকেশনস-এ বিস্তারিত বিবরণ দাখিল করেছেন। এই ব্যাটারি একবার চার্জ করলে বৈদ্যুতিক যানকে দীর্ঘ সময় চালাতে সক্ষম হতে পারে , তাছাড়া এটি তৈরি করা সস্তা হবে, আর পরিবেশের উপর এর ইতিবাচক প্রভাব রয়েছে। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহৃত হলে, লিথিয়াম এই অ্যালুমিনিয়াম উপাদানের ভিতরে এবং বাইরে যাওয়ার সময় সম্প্রসারিত এবং সংকুচিত হয় ফলে কয়েকটি চার্জ-ডিসচার্জ চক্রের অ্যালুমিনিয়াম ভেঙে যায়। তখন ব্যাটারি নির্মাতারা এইউপসংহারে পৌঁছেছিলেন যে অ্যালুমিনিয়াম যথেষ্ট কার্যকর ব্যাটারি নয় ফলে অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহার করার ধারণা পরিত্যাগ করা হয়েছিল। বর্তমানে সলিড-স্টেট ব্যাটারি আত্মপ্রকাশ করছে। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে একটি দাহ্য তরল থাকে যা থেকে আগুন লাগার সম্ভাবনা থাকে, আবার সলিড-স্টেট ব্যাটারিতে এমন একটি কঠিন উপাদান থাকে যা দাহ্য নয় তাই মোটামুটি নিরাপদ। এই গবেষণায় দেখানো হয়েছে সলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলো নতুন উচ্চ-কর্মক্ষমতাসম্পন্ন উপকরণ ব্যবহার করতে সক্ষম।
গবেষকরা জানতেন যে ব্যাটারির অ্যানোডে উপাদান হিসাবে অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহার করলে তাতে শক্তি, খরচ এবং উত্পাদনের সুবিধা বিদ্যমান থাকবে। কিন্তু বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম ফয়েলগুলি ব্যাটারিতে পরীক্ষা করার সময় ব্যর্থ হচ্ছিল। ফয়েলগুলিতে বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহার করার পরিবর্তে, তারা বিশেষ “মাইক্রোস্ট্রাকচার” বা বিভিন্ন উপকরণের বিন্যাস সহ ফয়েল তৈরি করতে অ্যালুমিনিয়ামে সঙ্গে অল্প পরিমাণে অন্যান্য উপাদান যুক্ত করেছিলেন। এরজন্য তারা ১০০টিরও বেশি বিভিন্ন উপকরণ নিয়ে পরীক্ষা করেছেন। দলটি পর্যবেক্ষণ করেছেন যে অ্যালুমিনিয়াম অ্যানোড প্রচলিত অ্যানোড উপকরণগুলির চেয়ে বেশি লিথিয়াম সঞ্চয় করতে পারে তাই ব্যাটারিতে আরও শক্তি সঞ্চয় করা যায়। বেশ কয়েকটি সংস্থা স্বল্প-পরিসরে বৈদ্যুতিক বিমান তৈরি করছে, তবে তা ব্যাটারির জন্য সীমাবদ্ধ হয়ে যাচ্ছে। বর্তমান ব্যাটারি ১৫০ মাইল বা তার বেশি দূরত্বে উড়ে যাওয়ার জন্য বিমানকে শক্তি দেওয়ার জন্য পর্যাপ্ত শক্তি ধরে রাখতে পারে না। ম্যাকডোয়েল দলের নতুন অ্যালুমিনিয়াম অ্যানোড ব্যাটারি এক্ষেত্রে নতুন শক্তিশালী প্রযুক্তি আনতে পারে।