पारा ऑक्साइड बैटरी | रसायनिक निर्माण लाभ प्रयोग
द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान स्थिर वोल्टेज, उच्च क्षमता, लंबी आयु की बैटरी प्रणाली की आवश्यकता बनी, जो चरम उष्णकटिबंधीय माहौल में इस्तेमाल की जा सके। जस्ता-पारा ऑक्साइड बैटरी की तकनीक 100 से अधिक वर्षों से ज्ञात थी, लेकिन इसका पहला व्यावहारिक उपयोग डॉ॰ सैमुएल रुबेन द्वारा द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान किया गया था। इसकी स्थिर और स्थिर वोल्टेज विशेषताओं के कारण, इसका उपयोग घड़ियों, कैमरों और अन्य छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में विशेष रूप से लाभदायक है। इसका उपयोग कुछ प्रारंभिक मॉडल के पेसमेकर्स में भी किया गया था।
इसकी अत्यंत स्थिर आउटपुट वोल्टेज विशेषता के कारण, पारा ऑक्साइड बैटरी विद्युत मापन उपकरण में वोल्टेज रेफरेंस स्रोत के रूप में व्यापक रूप से उपयोग की गई। इनके अलावा, बैटरी का उपयोग छोटे खिंचाव उपग्रह माइन्स, रेडियो सेट और प्रारंभिक उपग्रहों में भी किया गया था।
अब ये बैटरी पारा से जुड़े पर्यावरणीय समस्याओं के कारण अप्रचलित हो रही हैं। जस्ता-पारा ऑक्साइड बैटरी के मुख्य रूप से दो प्रकार हैं - एक जस्ता-पारा ऑक्साइड बैटरी और दूसरा कैडमियम-पारा ऑक्साइड बैटरी। कैडमियम से भी पर्यावरणीय समस्याएं जुड़ी हैं। इस बैटरी का बाजार अल्कलाइन मैंगनीज डाइऑक्साइड, जस्ता-वायु, सिल्वर ऑक्साइड और लिथियम बैटरी द्वारा ग्रस्त हो गया है।
जस्ता-पारा ऑक्साइड बैटरी के फायदे
इसमें बहुत उच्च ऊर्जा घनत्व होता है। यह लगभग 450 वाट-घंटा/लीटर है।
इसकी बहुत लंबी स्टोरेज जीवन अवधि होती है।
विद्युत धारा घनत्व की विस्तृत श्रेणी में स्थिर रहती है।
यह बहुत उच्च विद्युत-रासायनिक दक्षता वाली होती है।
यह बहुत मजबूत होती है और सामान्य रूप से यांत्रिक प्रभाव और कंपन से अवशोषित नहीं होती।
यह 1.35 वोल्ट की स्थिर ओपन-सर्किट वोल्टेज देती है, जो जस्ता-पारा बैटरी का एक महत्वपूर्ण फायदा है।
यह लंबी विद्युत धारा ड्रेन ऑपरेटिंग अवधि के दौरान स्थिर वोल्टेज देती है।
जस्ता-पारा ऑक्साइड बैटरी के नुकसान
ये बैटरी बहुत महंगी होती हैं। इसलिए इनका उपयोग सीमित है।
हालांकि बैटरी का ऊर्जा से आयतन का अनुपात उच्च है, लेकिन ऊर्जा से वजन का अनुपात मध्यम है।
निम्न तापमान पर इस बैटरी का प्रदर्शन बहुत अच्छा नहीं होता।
पारा की उपस्थिति के कारण, उपयोग किए गए जस्ता-पारा ऑक्साइड बैटरी का निपटान एक समस्या बन जाता है।
कैडमियम-पारा ऑक्साइड बैटरी के फायदे
इसकी स्टोरेज जीवन अवधि लंबी होती है।
यह लंबी विद्युत धारा की श्रेणी में अधिक समतल डिस्चार्ज वक्र देती है।
जस्ता-पारा ऑक्साइड बैटरी के विपरीत, यह कम तापमान पर भी दक्षता से काम करती है।
कैडमियम-पारा ऑक्साइड बैटरी का गैस उत्पादन लेबल कम होता है।
कैडमियम-पारा ऑक्साइड बैटरी के नुकसान
कैडमियम के कारण यह जस्ता-पारा ऑक्साइड बैटरी से अधिक महंगी होती है।
इस बैटरी का मानक ओपन सर्किट वोल्टेज 0.9 वोल्ट है, जो जस्ता-पारा ऑक्साइड बैटरी की तुलना में बहुत कम है।
इसका ऊर्जा से आयतन का अनुपात मध्यम, और ऊर्जा से वजन का अनुपात कम है।
कैडमियम और पारा दोनों की उपस्थिति के कारण, कैडमियम-पारा ऑक्साइड बैटरी का निपटान भी पर्यावरणीय समस्या उत्पन्न करता है।
पारा ऑक्साइड बैटरी का निर्माण
यह बैटरी मुख्य रूप से निचले, समतल और बेलनाकार आकार में बनाई जाती थी। निचले आकार में, बैटरी का ऊपरी कवर आंतरिक तल पर तांबे के मिश्रधातु और बाहरी तल पर निकेल या स्टेलेस स्टील से बना होता था। निचले कंटेनर से ऊपरी कवर को एक नाइलॉन ग्रोमेट द्वारा अलग किया जाता था। अमालगमित जस्ता पाउडर ऊपरी कवर के अंदर फैलाया जाता था। कंटेनर का निचला भाग पारा ऑक्साइड और ग्राफाइट के मिश्रण से भरा जाता था। ग्राफाइट यहाँ पारा ऑक्साइड की चालकता बढ़ाने में मदद करता था। पारा ऑक्साइड बैटरी का मुख्य कैथोड सामग्री है। कैथोड मिश्रण के शीर्ष पर पोटेशियम हाइड्रोक्साइड या सोडियम हाइड्रोक्साइड विद्युतरसायन सोखी छिद्रदार बाधा से ढका जाता था। अब पूरा ऊपरी कवर ग्रोमेट और एनोड सामग्री के साथ निचले कंटेनर में दबाया जाता था। अब बैटरी का ऊपरी भाग एनोड, और निचला भाग कैथोड होता था, और छिद्रदार सेपरेटर दोनों के बीच विद्युतरसायन रखता था। पूरी व्यवस्था निचले कैन या कंटेनर के ऊपरी किनारे को क्रिम्पिंग करके मजबूती से एक साथ रखी जाती थी। समतल आकार में, जस्ता पाउडर अमालगमित और पेलेट में दबाया जाता था। बैटरी का ऊपरी कवर दोहरे प्लेटिंग वाले एकीकृत ढाला गया ग्रोमेट के साथ बनाया जाता था। बाहरी और आंतरिक ऊपरी प्लेट निकेल प्लेटिंग वाले स्टील से बने होते थे, लेकिन आंतरिक प्लेट का आंतरिक सतह पर टिन प्लेटिंग थी। कोश का मुख्य कंटेनर दो निकेल प्लेटिंग वाले स्टील से बने कैन से बना था। और एडैप्टर ट्यूब बाहरी और आंतरिक कैन के बीच के स्थान पर रखा गया था। कंटेनर का निचला भाग कैथोड मिश्रण से भरा जाता था, और कैथोड मिश्रण के शीर्ष पर विद्युतरसायन, अवशोषक रखे जाते थे। ऊपरी ग्रोमेट असेंबली एनोड पेलेट के साथ आंतरिक कैन में दबाई जाती थी और बाहरी कैन को क्रिम्पिंग करके सील किया जाता था। बाहरी कैन में एक वेंट होल प्रदान किया गया था ताकि डिस्चार्ज के दौरान उत्पन्न होने वाली गैस आसानी से बाहरी और आंतरिक कैन के बीच से निकल सके, किसी भी ट्रैप विद्युतरसायन को कागज के एडैप्टर ट्यूब द्वारा अवशोषित किया जाता था।
पारा ऑक्साइड बैटरी की रसायनिक विशेषताएं
