ব্যাটারি কিভাবে কাজ করে?:- ব্যাটারি হল ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ডিভাইস যা রাসায়নিক শক্তিকে একটি রেডক্স (রিডাকশন-অক্সিডেশন) বিক্রিয়ার মাধ্যমে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে। ছোট ইলেকট্রনিক্স থেকে শুরু করে যানবাহন এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি সিস্টেমে বিস্তৃত ডিভাইসগুলিকে পাওয়ার জন্য এগুলি অপরিহার্য।
একটি ব্যাটারির কেন্দ্রস্থলে একটি কোষ থাকে, যা তিনটি প্রধান উপাদান নিয়ে গঠিত: দুটি ইলেক্ট্রোড (একটি ক্যাথোড এবং একটি অ্যানোড) এবং একটি ইলেক্ট্রোলাইট। ক্যাথোড একটি পসিটিভ ইলেক্ট্রোড, যখন অ্যানোড একটি নেগেটিভ ইলেক্ট্রোড। এই ইলেক্ট্রোডগুলি সাধারণত বিভিন্ন ইলেকট্রন সম্বন্ধীয়তা এবং প্রতিক্রিয়াশীলতার সাথে বিভিন্ন উপকরণ দিয়ে তৈরি হয়।
ডিসচার্জ করার সময় (যখন ব্যাটারি ব্যবহার করা হয়), ইলেক্ট্রোড এবং ইলেক্ট্রোলাইটের মধ্যে একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে। ক্যাথোডে, একটি হ্রাস প্রতিক্রিয়া সংঘটিত হয়, যেখানে ইলেক্ট্রোলাইট থেকে ধনাত্মক চার্জযুক্ত আয়নগুলি ক্যাথোড থেকে ইলেকট্রনের সাথে একত্রিত হয়ে কম শক্তি সহ একটি যৌগ তৈরি করে। একই সাথে, অ্যানোডে, একটি জারণ বিক্রিয়া ঘটে, ইলেকট্রন মুক্ত করে এবং ইতিবাচক চার্জযুক্ত আয়ন তৈরি করে।
ইলেক্ট্রোলাইট ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে আয়ন পরিবহনের মাধ্যম হিসাবে কাজ করে, অ্যানোড থেকে ক্যাথোডে আয়নগুলির প্রবাহকে সহজতর করে। আয়নগুলির এই গতিবিধি ইলেক্ট্রোডগুলিতে চার্জ তৈরির ভারসাম্য বজায় রাখে, ব্যাটারিকে তার বৈদ্যুতিক সম্ভাবনা বজায় রাখতে দেয়।
রিচার্জেবল ব্যাটারিতে, প্রক্রিয়াটি বিপরীত হয়। যখন ব্যাটারি চার্জ করা হয়, তখন ইলেক্ট্রোডগুলিতে একটি বাহ্যিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলিকে বিপরীত দিকে চালিত করে। এটি ইলেক্ট্রোডের যৌগগুলিকে তাদের প্রাথমিক অবস্থায় ফিরিয়ে দেয়, আবার স্রাব প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যেতে প্রস্তুত।
একটি ব্যাটারির ক্ষমতা এবং ভোল্টেজ তার উপাদানগুলির জন্য ব্যবহৃত নির্দিষ্ট উপকরণের উপর নির্ভর করে। প্রকৌশলীরা পছন্দসই কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য অর্জনের জন্য এই উপকরণগুলি তৈরি করে। উদাহরণস্বরূপ, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি তাদের উচ্চ শক্তির ঘনত্ব এবং রিচার্জযোগ্যতার কারণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। তারা তাদের ইলেক্ট্রোডগুলিতে লিথিয়াম যৌগ নিযুক্ত করে, যা চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের সময় দক্ষ আয়ন চলাচল সক্ষম করে।
যাইহোক, ব্যাটারি সীমাবদ্ধতা ছাড়া হয় না। সময়ের সাথে সাথে, বারবার চার্জ-ডিসচার্জ চক্র ইলেক্ট্রোডের অবক্ষয় ঘটাতে পারে, ব্যাটারির ক্ষমতা হ্রাস করে। ব্যাটারি বার্ধক্য হিসাবে পরিচিত এই ঘটনাটি ব্যাটারি প্রযুক্তিতে একটি মূল চ্যালেঞ্জ। অধিকন্তু, তাপীয় পলাতক-শর্ট সার্কিট বা অভ্যন্তরীণ প্রতিক্রিয়ার কারণে অনিয়ন্ত্রিত উত্তাপের মতো সমস্যা থেকে নিরাপত্তা উদ্বেগ দেখা দেয়-যা আগুন বা বিস্ফোরণ ঘটাতে পারে।
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, গবেষকরা এই সমস্যাগুলি সমাধান করতে এবং শক্তি সঞ্চয়স্থান উন্নত করতে ঐতিহ্যগত ব্যাটারি রসায়নের বিকল্পগুলি অন্বেষণ করছেন। এর মধ্যে রয়েছে সলিড-স্টেট ব্যাটারি, যা নিরাপত্তা এবং শক্তির ঘনত্ব বাড়াতে কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করে এবং প্রবাহ ব্যাটারি, যেখানে শক্তি ইলেক্ট্রোলাইট সলিউশনের বাহ্যিক ট্যাঙ্কে সঞ্চিত হয়।
উপসংহারে, ব্যাটারি হল জটিল ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সিস্টেম যা ইলেক্ট্রোড এবং ইলেক্ট্রোলাইটের মধ্যে রেডক্স বিক্রিয়ার মাধ্যমে শক্তি সঞ্চয় করে এবং ছেড়ে দেয়। আধুনিক প্রযুক্তিতে তাদের ব্যাপক প্রয়োগগুলি বহনযোগ্য শক্তির উত্সগুলি সক্ষম করতে এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি গ্রহণের অগ্রগতিতে তাদের গুরুত্বের উপর জোর দেয়। গবেষণা চলতে থাকায়, উন্নত কর্মক্ষমতা, নিরাপত্তা এবং স্থায়িত্বের লক্ষ্যে ব্যাটারি প্রযুক্তি বিকশিত হচ্ছে।
