निकेल आयरन बैटरी वा एडिसन बैटरीको काम र विशेषताहरु

कुन बैटरी दिन पछि दिन लोकप्रिय हुन्छ जहाँ बैटरीलाई उच्च ऊर्जा घनत्व बैटरीमा परिवर्तन गर्ने विकासको विशाल संभावना छ? उत्तर निकेल आयरन बैटरी वा एडिसन बैटरी हुनेछ। एक शब्दमा, Ni-Fe बैटरी धेरै मजबूत बैटरी हो। यस बैटरीले ओवरचार्जिङ, ओवर डिसचार्जिङ, शॉर्ट सर्किट आदि लाई धेरै टोलरेन्स छ। यो बैटरी लामो समयसम्म बैटरीलाई चार्ज नगर्दा पनि बराबर रूपमा काम गर्न सक्छ। यसको भारी वजनको कारण, यस बैटरीलाई उदाहरणका लागि, सोलर ऊर्जा प्रणाली, वायु ऊर्जा प्रणाली आदिमा बैकअप रूपमा प्रयोग गरिन्छ जहाँ बैटरीको वजन महत्वपूर्ण छैन। निकेल-आयरन सेलको दीर्घायु र लाइफस्पन धेरै बढी छ तर यसको उच्च निर्माण खर्चको कारण यो बैटरी लोकप्रियता गुमाउँछ।

निकेल-आयरन (Ni-Fe) वा एडिसन बैटरीको केही विशेष विशेषताहरू हेराउँइयो।

यस बैटरीले आफ्नो वजनको प्रति किलोग्राममा ३० देखि ५० किलोवाट ऊर्जा प्रदान गर्न सक्छ। यस बैटरीको चार्जिङ दक्षता लगभग ६५% छ। यानी इनपुट विद्युत ऊर्जाको ६५% रासायनिक ऊर्जामा बदलिन्छ। डिसचार्जिङ दक्षता लगभग ८५% छ। यानी बैटरीले अपनालाई निकाल्ने विद्युत ऊर्जाको ८५% प्रदान गर्न सक्छ र बाकी बैटरीको स्वयं डिसचार्जिङ गर्दा निकालिन्छ। यदि बैटरीलाई ३० दिन उपयोग नगरेको छ भने, यसले आफ्नो भण्डारित ऊर्जाको केवल १०% देखि १५% लाई निकाल्नेछ। निकेल आयरन बैटरीको दीर्घायु धेरै लामो छ, यो लगभग ३० देखि १०० वर्ष छ। यो अवधि लेड असिड बैटरीको नै सामान्य दीर्घायु बढी छ जो लगभग दस वर्ष छ। निकेल आयरन सेलको नामित वोल्टेज रेटिङ १.४ वोल्ट छ।

निकेल आयरन बैटरी

निकेल आयरन बैटरीमा प्रयोग गरिने मुख्य घटकहरू निकेल(III) हाइड्रोक्साइड र नकारात्मक तार र आयरन र पोषित तार र पोटासियम हाइड्रोक्साइड र इलेक्ट्रोलाइट हुन्छ। हामी निकेल सल्फेट र फेरस सल्फाइड रासायनिक पदार्थमा थप्छौं।

एडिसन बैटरीको निर्माण

निकेल-आयरन सेलको क्षमता धनात्मक र नकारात्मक तारहरूको आकार र संख्यामा निर्भर छ। यस प्रकारका बैटरी सेलहरूमा दुवै धनात्मक र नकारात्मक तारहरूको रूप समान छ। दुवै तारहरूमा निकेल-प्लेट आयरनको आयताकार ग्रिड छ। प्रत्येक ग्रिडको छेदमा छोटा र छिद्रित निकेल-प्लेट स्टीलको बक्सा भरिएको छ।

यद्यपि दुवै तारहरू समान देखिन्छ, तीहरूमा भिन्न रासायनिक पदार्थहरू छन्। धनात्मक तारहरूको छिद्रित निकेल-प्लेट स्टीलको बक्सामा निकेल ऑक्साइड र चूर्णित कार्बनको मिश्रण छ, र केही नकारात्मक तारहरूमा आयरन ऑक्साइडको छोटा दाना र कार्बनको चूर्ण छ। दुवै तारहरूमा, चूर्णित कार्बन, रासायनिक पदार्थहरूसँग मिश्रित गर्दा, विद्युत चालकता बढाउँछ। हामी २०% विलियन अस्थिर पोटाश को इलेक्ट्रोलाइटको रूपमा प्रयोग गर्छौं।

निकेल-प्लेट आयरन इलेक्ट्रोलाइट र इलेक्ट्रोडहरू भएको वेसल बनाउनका लागि प्रयोग गरिन्छ। एबोनाइट स्टिकहरूलाई विभिन्न ध्रुवित तारहरूको बीचमा राखिन्छ त्यस्तो उनीहरू ठूलो रूपमा संपर्कमा आउँदा शॉर्ट सर्किट हुन नसक्षे। एडिसन बैटरी वा निकेल आयरन बैटरीको निर्माणमा अर्को विशेषता छ, जहाँ नकारात्मक तारहरूको संख्या धनात्मक तारहरूको संख्याभन्दा एक बढी छ, र हामी अन्तिम नकारात्मक तारलाई वेसलसँग विद्युत रूपमा जोड्छौं। समान ध्रुवित तारहरूलाई एक साझा स्ट्रैपसँग जोडिन्छ र उनीहरूले एक सेल बनाउँछ, र अनेक सेलहरूलाई जोडेर बैटरी निर्माण गरिन्छ।

निकेल-आयरन बैटरीको संचालन

हामी पहिले निकेल-आयरन बैटरीको मुख्य संचालन बैटरी भित्र रासायनिक रिअक्सन छ जुन इलेक्ट्रोलिसिस भनिन्छ भनेर जान्छौं। इलेक्ट्रोलिसिस त्यही रासायनिक रिअक्सन छ जुन जब विद्युत धारा प्रवाह हुन्छ भने घटने छ, यसले रासायनिक रिअक्सनको कारण र नतिजा हुन सक्छ। निकेल-आयरन सेलको रसायनिक विज्ञान धेरै जटिल छ किनभने धनात्मक रासायनिक पदार्थको यथार्थ सूत्र सुरक्षित रूपमा स्थापित भएको छैन। तर यदि हामी यस पदार्थलाई Ni(OH)3 मान्ने गर्छौं, भने हामी यसलाई केही परिमाणमा विश्लेषण गर्न सक्छौं। चार्जिङ गर्दा, धनात्मक तारहरूमा निकेल यौगिक निकेल परऑक्साइडमा ऑक्सीकृत हुन्छ। चार्जिङ प्रक्रिया नकारात्मक तारहरूमा आयरन यौगिकलाई स्पन्जी आयरनमा परिवर्तन गर्छ।

पूर्ण चार्जिङ स्थितिमा, धनात्मक तारहरूको रासायनिक पदार्थ निकेल हाइड्रोक्साइड [Ni(OH)3] छ, जबकि नकारात्मक तारहरूको रासायनिक पदार्थ आयरन, Fe छ। जब सेलले लोडमा विद्युत धारा प्रदान गर्छ, त्यसपछि धनात्मक तारहरूको रासायनिक पदार्थ Ni(OH)3 बाट Ni(OH)2 मा र नकारात्मक तारहरूको रासायनिक पदार्थ आयरन बाट फेरस हाइड्रोक्साइड (Fe(OH)