নিকেল আয়রন ব্যাটারি বা এডিসন ব্যাটারির কাজ ও বৈশিষ্ট্য

কোন ব্যাটারি দিনের পর দিন জনপ্রিয়তা অর্জন করছে কারণ এটি ইলেকট্রিক গাড়ির জন্য উচ্চ শক্তি ঘনত্বের ব্যাটারিতে পরিণত করার জন্য বিকাশের বিশাল সুযোগ রয়েছে? উত্তরটি হবে নিকেল আয়রন ব্যাটারি বা এডিসন ব্যাটারি। এক কথায়, Ni-Fe ব্যাটারি একটি খুবই সুদৃঢ় ব্যাটারি। এই ব্যাটারির ওভারচার্জ, ওভারডিসচার্জ, শর্টসার্কিট ইত্যাদির জন্য খুব উচ্চ সহনশীলতা রয়েছে। এই ব্যাটারি দীর্ঘ সময় ধরে চার্জ না করলেও সমানভাবে ভালো কাজ করতে পারে। এর ভারী ওজনের কারণে, এই ব্যাটারি ব্যবহৃত হয় সেই অ্যাপ্লিকেশনে যেখানে ব্যাটারির ওজন গুরুত্বপূর্ণ নয়, যেমন, সৌর শক্তি ব্যবস্থায়, বায়ু শক্তি ব্যবস্থায় ইত্যাদিতে ব্যাকআপ হিসাবে। নিকেল-আয়রন সেলের স্থায়িত্ব এবং জীবনকাল একটি লিড অ্যাসিড ব্যাটারি এর তুলনায় অনেক বেশি, তবে নিকেল-আয়রন ব্যাটারি তার উচ্চ উৎপাদন খরচের কারণে জনপ্রিয়তা হারিয়েছে।

নিকেল-আয়রন (Ni-Fe) বা এডিসন ব্যাটারির কিছু বিশেষ বৈশিষ্ট্য দেখা যাক।

এই ব্যাটারি তার ওজনের প্রতি কেজি প্রতি 30 থেকে 50 কিলোওয়াট শক্তি সরবরাহ করতে পারে। এই ব্যাটারির চার্জিং দক্ষতা প্রায় 65%। এর মানে, চার্জিং প্রক্রিয়ায় 65% ইনপুট ইলেকট্রিক শক্তি রাসায়নিক শক্তি হিসাবে এই ব্যাটারিতে সঞ্চিত হয়। ডিসচার্জিং দক্ষতা প্রায় 85%। এর মানে, ব্যাটারি সঞ্চিত শক্তির 85% লোডে ইলেকট্রিক শক্তি হিসাবে সরবরাহ করতে পারে এবং বাকি ব্যাটারির স্ব-ডিসচার্জিংয়ের কারণে ডিসচার্জ হয়। যদি ব্যাটারিটি 30 দিন ব্যবহার না করা হয়, তবে স্ব-ডিসচার্জিংয়ের কারণে এটি তার সঞ্চিত শক্তির 10% থেকে 15% হারাবে। নিকেল আয়রন ব্যাটারির জীবনকাল অনেক বেশি, এবং এটি প্রায় 30 থেকে 100 বছর। এই সময় একটি লিড অ্যাসিড ব্যাটারি এর সাধারণ জীবনকাল (প্রায় 10 বছর) অপেক্ষা অনেক বেশি। নিকেল আয়রন সেলের নামমাত্র ভোল্টেজ রেটিং 1.4 V।

নিকেল আয়রন ব্যাটারি

নিকেল আয়রন ব্যাটারি এ ব্যবহৃত মূল উপাদানগুলি হল নিকেল(III) হাইড্রক্সাইড ক্যাথোড, আয়রন অ্যানোড এবং পটাশিয়াম হাইড্রক্সাইড ইলেকট্রোলাইট। আমরা নিকেল সালফেট এবং ফেরাস সালফাইড সক্রিয় উপাদানে যোগ করি।

এডিসন ব্যাটারির নির্মাণ

Ne-Fe সেলের ক্ষমতা ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক প্লেটের আকার এবং সংখ্যার উপর নির্ভর করে। এই ধরনের ব্যাটারি সেলে ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক উভয় প্লেটের দৃশ্যমান আকৃতি একই। উভয় প্লেটেই নিকেল-প্লেট করা আয়রনের আয়তাকার গ্রিড রয়েছে। প্রতিটি গ্রিড গর্ত শালীন এবং সূক্ষ্মভাবে পরিচ্ছিন্ন নিকেল-প্লেট করা ইস্পাতের বাক্স দিয়ে পূর্ণ করা হয়।

যদিও দুটি প্লেট দেখতে একই রকম, তবে তারা ভিন্ন সক্রিয় উপাদান ধারণ করে। ধনাত্মক প্লেটের পরিচ্ছিন্ন নিকেল-প্লেট করা ইস্পাতের বাক্সগুলি নিকেল অক্সাইড এবং পুলভারাইজড কার্বনের মিশ্রণ ধারণ করে, এবং কিছু ঋণাত্মক প্লেটে ফাইন গ্রেন আয়রন অক্সাইড এবং ফাইন কার্বন ধুলা ধারণ করে। উভয় প্লেটেই, সক্রিয় উপাদানের সাথে মিশ্রিত ফাইন কার্বন ধুলা, ইলেকট্রিকাল কন্ডাক্টিভিটি বৃদ্ধি করতে সাহায্য করে। আমরা 20% দ্রবীভূত কোশ্টিক পোটাশ হিসাবে ইলেকট্রোলাইট ব্যবহার করি।

নিকেল-প্লেট করা আয়রন ইলেকট্রোলাইট এবং ইলেকট্রোড ধারণকারী পাত্র তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। ভিন্ন পোলারিটির প্লেটগুলির মধ্যে এবোনাইট স্টিক স্থাপন করা হয় যাতে তারা সরাসরি সংস্পর্শে আসে না এবং শর্টসার্কিট হয় না। এডিসন ব্যাটারির নির্মাণ বা নিকেল আয়রন ব্যাটারি এর আরেকটি বৈশিষ্ট্য হল ঋণাত্মক প্লেটের সংখ্যা ধনাত্মক প্লেটের সংখ্যার চেয়ে একটি বেশি, এবং আমরা শেষ ঋণাত্মক প্লেটটিকে পাত্রের সাথে ইলেকট্রিকালি সংযুক্ত করি। একই পোলারিটির প্লেটগুলি একটি সাধারণ স্ট্র্যাপে জোড়া লাগানো হয়, এবং তারা একটি সেল তৈরি করে, এবং কয়েকটি সেল সম্মিলিত করে ব্যাটারি তৈরি করা হয়।

নিকেল আয়রন ব্যাটারির প্রক্রিয়া

আমরা ইতিমধ্যেই জানি যে নিকেল-আয়রন ব্যাটারির প্রধান প্রক্রিয়া হল ব্যাটারির মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়া যা ইলেকট্রোলাইসিস নামে পরিচিত। ইলেকট্রোলাইসিস হল শুধুমাত্র বিদ্যুৎ প্রবাহের সময় ঘটে যাওয়া রাসায়নিক বিক্রিয়া, এটি বিক্রিয়ার কারণ এবং ফলাফল হতে পারে। নিকেল-আয়রন সেলের রসায়ন খুব জটিল কারণ ধনাত্মক সক্রিয় উপাদানের জন্য ঠিক সূত্র এখনও ভালভাবে প্রতিষ্ঠিত হয়নি। তবে যদি আমরা ধরে নিতে পারি যে উপাদানটি Ni(OH)3, তাহলে আমরা এটি কিছু পরিমাণে ব্যাখ্যা করতে পারি। চার্জিং প্রক্রিয়ায়, ধনাত্মক প্লেটের নিকেল যৌগ নিকেল পারঅক্সাইডে অক্সিডাইজ হয়। চার্জিং প্রক্রিয়া ঋণাত্মক প্লেটের আয়রন যৌগকে স্পঞ্জ আয়রনে পরিবর্তন করে।

পূর্ণ চার্জ অবস্থায়, ধনাত্মক প্লেটের সক্রিয় উপাদান হল নিকেল হাইড্রক্সাইড [Ni(OH)3], অন্যদিকে ঋণাত্মক প্লেটের পকেটে উপাদান হল আয়রন, Fe। যখন সেল লোডে বিদ্যুৎ সরবরাহ করে, ধনাত্মক প্লেটের সক্রিয় উপাদান পরিবর্তিত হয় Ni(OH)