ম্যাগনেসিয়াম ব্যাটারি | ম্যাগনেসিয়াম ব্যাটারির রসায়নিক নির্মাণ

ম্যাগনেসিয়াম প্রাথমিক ব্যাটারির এনোড উপকরণ হিসেবে ব্যবহৃত হয়, কারণ এর উচ্চ মানের পটেনশিয়াল। এটি একটি হালকা ধাতু। এটি একটি সস্তা ধাতু হওয়ায় সহজেই পাওয়া যায়। ম্যাগনেসিয়াম/ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড (Mg/MnO2) ব্যাটারির সেবা জীবন অর্থাৎ ক্ষমতা একই আকারের জিঙ্ক/ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড (Zn/MnO2) ব্যাটারির দ্বিগুণ। এছাড়াও এটি উচ্চ তাপমাত্রায় সঞ্চয় করলেও তার ক্ষমতা ধরে রাখতে পারে। ম্যাগনেসিয়াম ব্যাটারি খুব স্থায়ী এবং সঞ্চয়যোগ্য, কারণ এটি সর্বদা ম্যাগনেসিয়াম এনোডের পৃষ্ঠে স্বাভাবিকভাবে গঠিত একটি প্রোটেক্টিভ কভার রাখে।
ম্যাগনেসিয়াম ব্যাটারি আংশিকভাবে ছাড়ানো হলে এর সঞ্চয় ক্ষমতা হারায়, এবং এজন্য এটি দীর্ঘমেয়াদী বিচ্ছিন্ন ব্যবহারের জন্য খুব উপযুক্ত নয়। এটিই প্রধান কারণ, যে কারণে ম্যাগনেসিয়াম ব্যাটারি তার জনপ্রিয়তা হারাচ্ছে, এবং লিথিয়াম ব্যাটারি তার বাজার দখল করছে।

ম্যাগনেসিয়াম ব্যাটারির রসায়ন

প্রাথমিক ম্যাগনেসিয়াম ব্যাটারিতে, ম্যাগনেসিয়াম আয়ন এনোড হিসেবে ব্যবহৃত হয়; ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড ক্যাথোড উপকরণ হিসেবে ব্যবহৃত হয়। কিন্তু ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড ক্যাথোডে প্রয়োজনীয় পরিবাহিতা প্রদান করতে পারে না, এবং এজন্য এসিটিলিন ব্ল্যাক ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইডের সাথে মিশ্রিত করা হয় প্রয়োজনীয় পরিবাহিতা অর্জনের জন্য। ম্যাগনেসিয়াম পারক্লোরেট ইলেকট্রোলাইট হিসেবে ব্যবহৃত হয়। ব্যারিয়াম এবং লিথিয়াম ক্রোমেট ইলেকট্রোলাইটে যোগ করা হয় করোজন প্রতিরোধ করার জন্য। ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্সাইড এই মিশ্রণে একটি বাফারিং এজেন্ট হিসেবে যোগ করা হয় সঞ্চয় ক্ষমতা উন্নত করার জন্য।

এনোডে ঘটা অক্সিডেশন বিক্রিয়া হল,


ক্যাথোডে ঘটা রিডাকশন বিক্রিয়া হল,

সম্পূর্ণ বিক্রিয়া,


বৈদ্যুতিক বিভব, এই কোষটি প্রায় ২ ভোল্ট দেয়, কিন্তু কোষের বিভবের তাত্ত্বিক মান ২.৮ ভোল্ট।
ম্যাগনেসিয়ামের করোজনের সম্ভাবনা খুবই কম, যদিও চরম পরিবেশের অবস্থায়। খালি ম্যাগনেসিয়াম আর্দ্রতার সাথে বিক্রিয়া করে এবং তার পৃষ্ঠে Mg(OH)2 এর একটি পাতলা ফিল্ম গঠন করে।

এই পাতলা ম্যাগনেসিয়াম পারক্সাইডের ফিল্ম ম্যাগনেসিয়ামের উপর করোজন প্রতিরোধ করে। এছাড়াও ম্যাগনেসিয়ামের উপর ক্রোমেট চিকিৎসা এই প্রোটেকশনকে খুব বড় পরিমাণে উন্নত করে। কিন্তু যখন ব্যাটারি ছাড়ানোর কারণে এই ম্যাগনেসিয়াম পারক্সাইডের প্রোটেক্টিভ ফিল্ম ছিদ্রাবদ্ধ বা অপসারিত হয়, তখন হাইড্রোজেন গ্যাস গঠনের সাথে করোজন ঘটে।


এটিই মৌলিক ম্যাগনেসিয়াম ব্যাটারির রসায়ন।

ম্যাগনেসিয়াম ব্যাটারির নির্মাণ

নির্মাণ দিক থেকে একটি বেলনাকার ম্যাগনেসিয়াম ব্যাটারি কোষ একটি বেলনাকার জিঙ্ক-কার্বন ব্যাটারি কোষের মতো। এখানে ম্যাগনেসিয়ামের একটি আয়ন ব্যাটারির প্রধান কন্টেইনার হিসেবে ব্যবহৃত হয়। এই আয়নটি ম্যাগনেসিয়াম, এলুমিনিয়াম এবং জিঙ্কের একটি ছোট পরিমাণ দিয়ে গঠিত। এখানে, ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড ক্যাথোড উপকরণ হিসেবে ব্যবহৃত হয়। কারণ ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইডের পরিবাহিতা খুব কম, তাই এসিটিলিন ব্ল্যাক এর সাথে মিশ্রিত করা হয় এর পরিবাহিতা উন্নত করার জন্য। এটি ক্যাথোডে পানি ধরে রাখার সাহায্য করে। এই ক্যাথোড মিশ্রণে ব্যারিয়াম ক্রোমেট একটি নিরোধক হিসেবে যোগ করা হয়, এবং ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্সাইড একটি pH বাফার হিসেবে যোগ করা হয়। ম্যাগনেসিয়াম পারক্লোরেট এবং লিথিয়াম ক্রোমেট পানি দিয়ে মিশ্রিত হয় ইলেকট্রোলাইট হিসেবে ব্যবহৃত হয়। কার্বন ক্যাথোড মিশ্রণে একটি বর্তনী সংগ্রাহক হিসেবে যোগ করা হয়। ক্রাফ্ট কাগজ, যা ইলেকট্রোলাইট সমাধান দিয়ে শোষিত, ক্যাথোড এবং এনোড উপকরণের মধ্যে সেপারেটর হিসেবে রাখা হয়। ম্যাগনেসিয়াম ব্যাটারির সীল ব্যবস্থা নকশা করার সময় বিশেষ দৃষ্টি দেওয়া প্রয়োজন। ব্যাটারির সীল এতটাই পোরাস হওয়া উচিত নয় যে ব্যাটারি সঞ্চয় করার সময় ভিতরের আর্দ্রতা বাষ্পীভূত হয়, এবং এতটাই ননপোরাস হওয়া উচিত নয় যে বিছানা সময় গঠিত হাইড্রোজেন গ্যাস বের হতে পারে না। তাই ব্যাটারির সীল ভিতরের আর্দ্রতা ধরে রাখতে হবে, এবং একই সাথে হাইড্রোজেন গ্যাসের জন্য যথেষ্ট ভেন্ট দিতে হবে। এটি প্লাস্টিক সীলের উপরে একটি ছোট ছিদ্র প্রদান করে করা যেতে পারে, যা রিটেইনার রিং দিয়ে ধৌত করা হয়। যখন অতিরিক্ত গ্যাস ছিদ্র দিয়ে বের হয়, তখন রিটেইনার রিং চাপের কারণে বিকৃত হয় এবং গ্যাস বের হয়।
ম্যাগনেসিয়াম এনোড ব্যাটারির বাইরের কভার গঠন করে, কিন্তু অন্য একটি ম্যাগনেসিয়াম ব্যাটারির নির্মাণ রয়েছে যেখানে কার্বন ব্যাটারির বাইরের কন্টেইনার গঠন করে। এখানে একটি বিশেষ আকৃতির কন্টেইনার উচ্চ পরিবাহিতা কার্বন দিয়ে গঠিত। এই কন্টেইনারটি একটি বেলনাকার কাপের আকৃতিতে গঠিত, এবং তার কেন্দ্র থেকে একটি রড-আকৃতির প্রক্ষেপিত হয়, যা ছবিতে দেখানো হয়েছে। ব্যাটারির এনোড একটি ম্যাগনেসিয়ামের বেলন বা ড্রাম দিয়ে গঠিত। বেলনাকার এনোডের ব্যাস কার্বন কাপের প্রায় অর্ধেক। ক্যাথোড মিশ্রণ এনোড সিলিন্ডারের ভিতরে রাখা হয় এবং কাগজ সেপারেটর দিয়ে সিলিন্ডারের অভ্যন্তরীণ প্রাচীর থেকে পৃথক করা হয়। কার্বন কাপের অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠ এবং এনোড সিলিন্ডারের বাইরের পৃষ্ঠের মধ্যে ক্যাথোড মিশ্রণ দিয়ে পূর্ণ করা হয়, এবং এখানেও কাগজ সেপারেটর দিয়ে এনোড সিলিন্ডারের বাইরের পৃষ্ঠ থেকে ক্যাথোড মিশ্রণ পৃথক করা হয়। ক্যাথোড মিশ্রণ ম্যাঙ্গানিজ ডাইঅক্সাইড, কার্বন ব্ল্যাক এবং অল্প পরিমাণে জলীয় ম্যাগনেসিয়াম ব্রোমাইড বা পারক্লোরেট দিয়ে তৈরি করা হয়। পজিটিভ টার্মিনাল কার্বন কাপের শেষে যুক্ত করা হয়। নেগেটিভ টার্মিনাল এনোড ড্রামের শেষে যুক্ত করা হয়। সম্পূর্ণ ব্যবস্থাটি একটি ক্রিম্পড টিন-প্লেটেড ইস্পাতের জ্যাকেটে আবৃত করা হয়।

ম্যাগনেসিয়াম ব্যাটারির সুবিধা

টিপ