ব্যাটারি ওয়ার্ল্ড - পার্ট 3

আধুনিক ব্যাটারির ইতিহাস ঊনবিংশ শতাব্দীতে শুরু হয়, এই শতাব্দী থেকে আজ ব্যবহৃত বেশিরভাগ ডিজাইনের উৎপত্তি। এই পরিস্থিতি একদিকে সাক্ষ্য দেয়, সেই সময়ের বিজ্ঞানীদের চমৎকার ধারণার, এবং অন্যদিকে, নতুন মডেলগুলির বিকাশে যে অসুবিধাগুলি দেখা দেয়।

কিছু জিনিস এত ভাল যে সেগুলিকে উন্নত করা যায় না। এই নিয়মটি ব্যাটারির ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য - XNUMX শতকের মডেলগুলি তাদের বর্তমান রূপ না নেওয়া পর্যন্ত বহুবার পরিমার্জিত হয়েছিল। এটিও প্রযোজ্য লেক্ল্যাঞ্চ কোষ.

উন্নত করার জন্য লিঙ্ক

ফরাসি রসায়নবিদ নকশা পরিবর্তন করা হয়েছে কার্ল গ্যাসনার একটি সত্যিই দরকারী মডেল: উত্পাদন সস্তা এবং ব্যবহার নিরাপদ. যাইহোক, এখনও সমস্যা ছিল - উপাদানটির দস্তা আবরণ বাটিটি পূর্ণ অ্যাসিডিক ইলেক্ট্রোলাইটের সংস্পর্শে ক্ষয়প্রাপ্ত হয় এবং আক্রমনাত্মক বিষয়বস্তু ছড়িয়ে দিলে চালিত ডিভাইসটি অক্ষম হতে পারে। সিদ্ধান্ত হয়ে গেল একত্রিতকরণ দস্তা শরীরের ভিতরের পৃষ্ঠ (পারদ আবরণ)।

জিঙ্ক অ্যামালগাম কার্যত অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে না, তবে বিশুদ্ধ ধাতুর সমস্ত ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বৈশিষ্ট্য ধরে রাখে। যাইহোক, পরিবেশগত বিধিগুলির কারণে, কোষের জীবন বাড়ানোর এই পদ্ধতিটি কম এবং কম ব্যবহার করা হয় (পারদ-মুক্ত কোষগুলিতে, আপনি শিলালিপি বা) (1) খুঁজে পেতে পারেন।

2. ক্ষারীয় কোষ বিন্যাস: 1) কেস (ক্যাথোড সীসা), 2) ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইড ধারণকারী ক্যাথোড, 3) ইলেক্ট্রোড বিভাজক, 4) KOH এবং দস্তা ধুলোযুক্ত অ্যানোড, 5) অ্যানোড টার্মিনাল, 6) সেল সিলিং (ইলেক্ট্রোড ইনসুলেটর)। .

কোষের দীর্ঘায়ু এবং জীবন বৃদ্ধি করার আরেকটি উপায় হল যোগ করা দস্তা ক্লোরাইড ZnCl₂ কাপ ভর্তি পেস্ট জন্য. এই ডিজাইনের কোষগুলিকে প্রায়শই ভারী শুল্ক হিসাবে উল্লেখ করা হয় এবং (নাম থেকে বোঝা যায়) আরও শক্তি নিবিড় ডিভাইসগুলিকে পাওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

নিষ্পত্তিযোগ্য ব্যাটারির ক্ষেত্রে একটি অগ্রগতি ছিল 1955 সালে নির্মাণ ক্ষারীয় কোষ. কানাডিয়ান ইঞ্জিনিয়ারের আবিষ্কার লুইস উরি, বর্তমান Energizer কোম্পানি দ্বারা ব্যবহৃত, Leclanchet কোষের থেকে কিছুটা আলাদা একটি কাঠামো রয়েছে৷

প্রথমত, আপনি সেখানে গ্রাফাইট ক্যাথোড বা জিঙ্ক কাপ পাবেন না। উভয় ইলেক্ট্রোডই ভেজা, আলাদা করা পেস্টের আকারে তৈরি করা হয় (থিকনার প্লাস রিএজেন্ট: ক্যাথোডে ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইড এবং গ্রাফাইটের মিশ্রণ, পটাসিয়াম হাইড্রোক্সাইডের মিশ্রণ সহ জিঙ্ক ডাস্টের অ্যানোড থাকে), এবং তাদের টার্মিনালগুলি ধাতু দিয়ে তৈরি ( 2)। যাইহোক, অপারেশনের সময় যে প্রতিক্রিয়াগুলি ঘটে সেগুলি লেক্ল্যানচেট কোষে ঘটে এমন প্রতিক্রিয়াগুলির সাথে খুব মিল।

একটি কাজ. বিষয়বস্তু প্রকৃতপক্ষে ক্ষারীয় (3) খুঁজে বের করতে একটি ক্ষারীয় কোষে একটি "রাসায়নিক ময়নাতদন্ত" সঞ্চালন করুন। মনে রাখবেন যে একই সতর্কতা Leclanchet কোষ ভেঙে ফেলার ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। কিভাবে একটি ক্ষারীয় কোষ সনাক্ত করতে ব্যাটারি কোড ক্ষেত্র দেখুন.

3. ক্ষারীয় কোষের "বিভাগ" ক্ষারীয় বিষয়বস্তু নিশ্চিত করে।

ঘরে তৈরি ব্যাটারি

4. দেশীয় Ni-MH এবং Ni-Cd ব্যাটারি।

যে কোষগুলি ব্যবহারের পরে রিচার্জ করা যেতে পারে তা বিদ্যুতের বিজ্ঞানের বিকাশের প্রথম থেকেই ডিজাইনারদের লক্ষ্য ছিল, তাই তাদের অনেক ধরণের।

বর্তমানে, ছোট ছোট গৃহস্থালী যন্ত্রপাতি পাওয়ার জন্য ব্যবহৃত মডেলগুলির মধ্যে একটি নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারি. তাদের প্রোটোটাইপ 1899 সালে উপস্থিত হয়েছিল যখন একজন সুইডিশ উদ্ভাবক এটি করেছিলেন। আর্নস্ট জংনার একটি নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারির জন্য পেটেন্টের জন্য আবেদন করা হয়েছে যা ইতিমধ্যেই স্বয়ংচালিত শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত ব্যাটারির সাথে প্রতিযোগিতা করতে পারে। সীসা অ্যাসিড ব্যাটারি.

কোষের অ্যানোড হল ক্যাডমিয়াম, ক্যাথোড হল একটি ট্রাইভ্যালেন্ট নিকেল যৌগ, ইলেক্ট্রোলাইট হল পটাসিয়াম হাইড্রোক্সাইডের দ্রবণ (আধুনিক "শুষ্ক" ডিজাইনে, একটি KOH দ্রবণে পরিপূর্ণ একটি ভেজা ঘন পেস্ট)। Ni-Cd ব্যাটারিগুলির (এটি তাদের পদবী) প্রায় 1,2 V এর একটি অপারেটিং ভোল্টেজ রয়েছে - এটি নিষ্পত্তিযোগ্য কোষের চেয়ে কম, যা বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সমস্যা নয়। বড় সুবিধা হল উল্লেখযোগ্য বর্তমান (এমনকি বেশ কয়েকটি অ্যাম্পিয়ার) এবং অপারেটিং তাপমাত্রার বিস্তৃত পরিসর গ্রহণ করার ক্ষমতা।

5. চার্জ করার আগে বিভিন্ন ধরনের ব্যাটারির প্রয়োজনীয়তা পরীক্ষা করুন।

নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারির অসুবিধা হল একটি ভারী "মেমরি প্রভাব"। এটি ঘটে যখন ঘন ঘন আংশিকভাবে নিষ্কাশন করা Ni-Cd ব্যাটারি রিচার্জ করা হয়: সিস্টেমটি এমন আচরণ করে যেন এর ক্ষমতা রিচার্জ করার মাধ্যমে পুনরায় পূরণ করা চার্জের সমান। কিছু ধরণের চার্জারে, একটি বিশেষ মোডে কোষগুলিকে চার্জ করে "মেমরি প্রভাব" হ্রাস করা যেতে পারে।

অতএব, ডিসচার্জড নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারিগুলিকে সম্পূর্ণ চক্রে চার্জ করা উচিত: প্রথমে সম্পূর্ণরূপে নিষ্কাশন করা হয় (উপযুক্ত চার্জার ফাংশন ব্যবহার করে) এবং তারপরে রিচার্জ করা হয়। ঘন ঘন রিচার্জ করার ফলে 1000-1500 চক্রের আনুমানিক আয়ুও কমে যায় (যে অনেক ডিসপোজেবল সেল তার জীবদ্দশায় একটি একক ব্যাটারি দ্বারা প্রতিস্থাপিত হবে, তাই উচ্চ ক্রয় খরচ অনেক গুণ বেশি দিতে হবে, ব্যাটারির উপর খুব কম চাপের কথা উল্লেখ না করে ) কোষের উৎপাদন এবং নিষ্পত্তি সহ পরিবেশ)।

বিষাক্ত ক্যাডমিয়াম ধারণকারী Ni-Cd উপাদান প্রতিস্থাপিত হয়েছে নিকেল-ধাতু হাইড্রাইড ব্যাটারি (Ni-MH পদবী)। তাদের গঠন Ni-Cd ব্যাটারির মতো, তবে ক্যাডমিয়ামের পরিবর্তে হাইড্রোজেন শোষণ করার ক্ষমতা সহ একটি ছিদ্রযুক্ত ধাতু খাদ (Ti, V, Cr, Fe, Ni, Zr, বিরল আর্থ ধাতু) ব্যবহার করা হয় (4)। Ni-MH সেলের অপারেটিং ভোল্টেজও প্রায় 1,2 V, যা তাদের NiCd ব্যাটারির সাথে বিনিময়যোগ্যভাবে ব্যবহার করতে দেয়। নিকেল মেটাল হাইড্রাইড কোষের ক্ষমতা একই আকারের নিকেল ক্যাডমিয়াম কোষের চেয়ে বেশি। যাইহোক, NiMH সিস্টেমগুলি দ্রুত স্ব-স্রাব করে। ইতিমধ্যে এমন আধুনিক ডিজাইন রয়েছে যেগুলির এই ত্রুটি নেই, তবে সেগুলি মানক মডেলের চেয়ে অনেক বেশি ব্যয় করে।

নিকেল-ধাতু হাইড্রাইড ব্যাটারি একটি "মেমরি প্রভাব" প্রদর্শন করে না (আংশিকভাবে নিঃসৃত কোষ রিচার্জ করা যেতে পারে)। যাইহোক, চার্জারের জন্য নির্দেশাবলীতে প্রতিটি প্রকারের চার্জিং প্রয়োজনীয়তাগুলি সর্বদা পরীক্ষা করা প্রয়োজন (5)৷

Ni-Cd এবং Ni-MH ব্যাটারির ক্ষেত্রে, আমরা সেগুলিকে বিচ্ছিন্ন করার পরামর্শ দিই না। প্রথমত, আমরা তাদের মধ্যে দরকারী কিছু খুঁজে পাব না। দ্বিতীয়ত, নিকেল এবং ক্যাডমিয়াম নিরাপদ উপাদান নয়। অপ্রয়োজনীয়ভাবে ঝুঁকি নেবেন না এবং প্রশিক্ষিত পেশাদারদের উপর নিষ্পত্তি করবেন না।

সঞ্চয়কারীদের রাজা, অর্থাৎ...

6. কর্মক্ষেত্রে "ব্যাটারির রাজা"।

… সীসা অ্যাসিড ব্যাটারি1859 সালে একজন ফরাসি পদার্থবিদ দ্বারা নির্মিত গ্যাস্টন প্লান্টেগো (হ্যাঁ, এই বছর ডিভাইসটির বয়স 161 বছর হবে!) ব্যাটারি ইলেক্ট্রোলাইট প্রায় 37% সালফিউরিক অ্যাসিড (VI) দ্রবণ, এবং ইলেক্ট্রোডগুলি সীসা (অ্যানোড) এবং সীসা ডাই অক্সাইড PbO-এর একটি স্তর দিয়ে লেপা।₂ (ক্যাথোড)। অপারেশন চলাকালীন, ইলেক্ট্রোডগুলিতে সীসা(II)(II) PbSO সালফেটের একটি অবক্ষেপণ তৈরি হয়₄. চার্জ করার সময়, একটি কক্ষে 2 ভোল্টের বেশি ভোল্টেজ থাকে।

সীসা ব্যাটারি এর প্রকৃতপক্ষে সমস্ত অসুবিধা রয়েছে: উল্লেখযোগ্য ওজন, স্রাবের প্রতি সংবেদনশীলতা এবং নিম্ন তাপমাত্রা, চার্জযুক্ত অবস্থায় সংরক্ষণের প্রয়োজন, আক্রমনাত্মক ইলেক্ট্রোলাইট ফুটো হওয়ার ঝুঁকি এবং বিষাক্ত ধাতু ব্যবহার। উপরন্তু, এটি যত্ন সহকারে পরিচালনার প্রয়োজন: ইলেক্ট্রোলাইটের ঘনত্ব পরীক্ষা করা, চেম্বারে জল যোগ করা (শুধু পাতিত বা ডিওনাইজড ব্যবহার করুন), ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ (একটি চেম্বারে 1,8 V এর নিচে নামলে ইলেক্ট্রোডের ক্ষতি হতে পারে) এবং একটি বিশেষ চার্জিং মোড।

তাহলে কেন প্রাচীন কাঠামো এখনও ব্যবহার করা হচ্ছে? "ব্যাটারির রাজা" এর একটি প্রকৃত শাসকের বৈশিষ্ট্য রয়েছে - ক্ষমতা। উচ্চ বর্তমান খরচ এবং 75% পর্যন্ত উচ্চ শক্তি দক্ষতা (চার্জিংয়ের জন্য ব্যবহৃত এই পরিমাণ শক্তি অপারেশন চলাকালীন পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে), সেইসাথে ডিজাইনের সরলতা এবং কম উৎপাদন খরচ মানে সীসা ব্যাটারি এটি শুধুমাত্র অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনগুলি শুরু করতেই নয়, জরুরী বিদ্যুৎ সরবরাহের উপাদান হিসাবেও ব্যবহৃত হয়। 160 বছরের ইতিহাস সত্ত্বেও, সীসা ব্যাটারি এখনও ভাল কাজ করছে এবং এই ডিভাইসগুলির অন্যান্য ধরণের দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়নি (এবং এর সাথে, সীসা নিজেই, যা ব্যাটারির জন্য ধন্যবাদ, সবচেয়ে বেশি পরিমাণে উত্পাদিত ধাতুগুলির মধ্যে একটি) . যতক্ষণ না অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের উপর ভিত্তি করে মোটরাইজেশন বিকাশ অব্যাহত থাকে, ততক্ষণ এর অবস্থান সম্ভবত হুমকির সম্মুখীন হবে না (6)।

উদ্ভাবকরা সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারির প্রতিস্থাপন তৈরি করার চেষ্টা বন্ধ করেননি। কিছু মডেল জনপ্রিয় হয়ে ওঠে এবং আজও স্বয়ংচালিত শিল্পে ব্যবহৃত হয়। ঊনবিংশ এবং বিংশ শতাব্দীর শুরুতে, নকশা তৈরি করা হয়েছিল যেখানে H দ্রবণ ব্যবহার করা হয়নি।₂SO₄কিন্তু ক্ষারীয় ইলেক্ট্রোলাইটস। একটি উদাহরণ হল উপরে দেখানো আর্নস্ট জংনারের নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারি। 1901 সালে টমাস আলভা এডিসন ক্যাডমিয়ামের পরিবর্তে লোহা ব্যবহার করার জন্য ডিজাইন পরিবর্তন করে। অ্যাসিড ব্যাটারির তুলনায়, ক্ষারীয় ব্যাটারি অনেক হালকা, কম তাপমাত্রায় কাজ করতে পারে এবং পরিচালনা করা কঠিন নয়। যাইহোক, তাদের উত্পাদন আরো ব্যয়বহুল, এবং শক্তি দক্ষতা কম।

সুতরাং, পরবর্তী কি?

অবশ্যই, ব্যাটারির নিবন্ধগুলি প্রশ্নগুলি শেষ করে না। তারা আলোচনা করে না, উদাহরণস্বরূপ, লিথিয়াম কোষের সমস্যাগুলি, যা প্রায়শই ক্যালকুলেটর বা কম্পিউটার মাদারবোর্ডের মতো গৃহস্থালী যন্ত্রপাতিগুলিকে পাওয়ার জন্য ব্যবহৃত হয়। আপনি গত বছরের রসায়নে নোবেল পুরস্কার সম্পর্কে জানুয়ারী নিবন্ধে এবং ব্যবহারিক অংশ সম্পর্কে - এক মাসে (ধ্বংস এবং অভিজ্ঞতা সহ) সম্পর্কে আরও জানতে পারেন।

সেল, বিশেষ করে ব্যাটারির জন্য ভালো সম্ভাবনা রয়েছে। বিশ্ব আরও বেশি মোবাইল হয়ে উঠছে, যার অর্থ পাওয়ার তারগুলি থেকে স্বাধীন হওয়ার প্রয়োজন। বৈদ্যুতিক গাড়ির জন্য দক্ষ শক্তি সরবরাহ নিশ্চিত করাও একটি বড় চ্যালেঞ্জ। - যাতে তারা দক্ষতার দিক থেকে অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন সহ গাড়িগুলির সাথে প্রতিযোগিতা করতে পারে।

সঞ্চয়ের ব্যাটারি

কোষের ধরন সনাক্তকরণের সুবিধার্থে, একটি বিশেষ আলফানিউমেরিক কোড চালু করা হয়েছে। ছোট যন্ত্রপাতির জন্য আমাদের বাড়িতে সাধারণত যে প্রকারগুলি পাওয়া যায়, তার ফর্ম নম্বর-অক্ষর-অক্ষর-সংখ্যা রয়েছে।

এবং সেটা:

- প্রথম সংখ্যা - কক্ষের সংখ্যা; একক কোষের জন্য উপেক্ষা করা হয়;

- প্রথম অক্ষরটি কোষের ধরন নির্দেশ করে। যখন তিনি অনুপস্থিত থাকবেন, আপনি লেকলাঞ্চ লিঙ্কের সাথে কাজ করছেন। অন্যান্য কোষের প্রকারগুলিকে নিম্নরূপ লেবেল করা হয়েছে:

C - লিথিয়াম কোষ (সবচেয়ে সাধারণ প্রকার),

H - Ni-MH ব্যাটারি,

K - নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারি,

L - ক্ষারীয় কোষ;

- পরবর্তী চিঠি লিঙ্কের আকৃতি নির্দেশ করে:

F - প্লেট,

R - নলাকার,

P - নলাকার ব্যতীত অন্য আকৃতির লিঙ্কগুলির সাধারণ উপাধি;

- চূড়ান্ত সংখ্যা বা সংখ্যাগুলি লিঙ্কের আকার নির্দেশ করে (ক্যাটালগ মান বা সরাসরি মাত্রা নির্দেশ করে) (7)।

7. জনপ্রিয় কোষ এবং ব্যাটারির মাত্রা।

চিহ্নিত উদাহরণ:

R03
- একটি জিঙ্ক-গ্রাফাইট কোষ একটি ছোট আঙুলের আকার। আরেকটি উপাধি হল AAA বা।

LR6 - একটি আঙুলের আকারের একটি ক্ষারীয় কোষ। আরেকটি পদবী হল AA বা.

HR14 - Ni-MH ব্যাটারি; সি অক্ষরটি আকার নির্দেশ করতেও ব্যবহৃত হয়।

KR20 - Ni-Cd ব্যাটারি, যার আকারও ডি অক্ষর দ্বারা মনোনীত হয়।

3LR12 - 4,5 V এর ভোল্টেজ সহ একটি সমতল ব্যাটারি, তিনটি নলাকার ক্ষারীয় কোষ নিয়ে গঠিত।

6F22 - 9-ভোল্ট ব্যাটারি ছয়টি সমতল লেক্ল্যাঞ্চ সেল নিয়ে গঠিত।

CR2032 - 20 মিমি ব্যাস এবং 3,2 মিমি পুরুত্ব সহ লিথিয়াম সেল।

আরও দেখুন: