সুপারক্যাপাসিটর - সুপার এবং এমনকি অতি

ব্যাটারির কার্যকারিতা, গতি, ক্ষমতা এবং নিরাপত্তার বিষয়টি এখন প্রধান বৈশ্বিক সমস্যা হয়ে উঠছে। এই অর্থে যে এই অঞ্চলে অনুন্নয়ন আমাদের সমগ্র প্রযুক্তিগত সভ্যতাকে স্থবির করে দেওয়ার হুমকি দেয়।

আমরা সম্প্রতি ফোনে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির বিস্ফোরণ সম্পর্কে লিখেছি। তাদের এখনও অসন্তোষজনক ক্ষমতা এবং ধীরগতির চার্জিং অবশ্যই ইলন মাস্ক বা অন্য কোনও বৈদ্যুতিক গাড়ির উত্সাহীকে একাধিকবার বিরক্ত করেছে। আমরা বহু বছর ধরে এই অঞ্চলে বিভিন্ন উদ্ভাবনের কথা শুনে আসছি, কিন্তু এখনও এমন কোনও অগ্রগতি নেই যা দৈনন্দিন ব্যবহারে আরও ভাল কিছু দেবে। যাইহোক, কিছু সময়ের জন্য ব্যাটারিগুলি দ্রুত-চার্জিং ক্যাপাসিটর দিয়ে প্রতিস্থাপন করা যেতে পারে, বা তাদের "সুপার" সংস্করণ নিয়ে অনেক কথা বলা হয়েছে।

কেন সাধারণ ক্যাপাসিটাররা একটি যুগান্তকারীর জন্য আশা করে না? উত্তর সহজ। এক কিলোগ্রাম পেট্রল প্রায় 4. কিলোওয়াট-ঘন্টা শক্তি। টেসলা মডেলের ব্যাটারিতে প্রায় 30 গুণ কম শক্তি রয়েছে। এক কিলোগ্রাম ক্যাপাসিটরের ভর মাত্র 0,1 kWh। কেন সাধারণ ক্যাপাসিটারগুলি একটি নতুন ভূমিকার জন্য উপযুক্ত নয় তা ব্যাখ্যা করার দরকার নেই। একটি আধুনিক লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ক্যাপাসিট্যান্স কয়েকশ গুণ বড় হতে হবে।

একটি সুপারক্যাপাসিটর বা আল্ট্রাক্যাপাসিটর হল এক ধরনের ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর যা ক্লাসিক্যাল ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের তুলনায় অত্যন্ত উচ্চ বৈদ্যুতিক ক্যাপাসিট্যান্স (কয়েক হাজার ফ্যারাডের ক্রম অনুসারে), 2-3 V এর অপারেটিং ভোল্টেজ সহ। সুপারক্যাপাসিটরের সবচেয়ে বড় সুবিধা হল খুব কম চার্জিং এবং ডিসচার্জিং সময় অন্যান্য শক্তি সঞ্চয় যন্ত্রের তুলনায় (যেমন ব্যাটারি)। এটি আপনাকে পাওয়ার সাপ্লাই বাড়ানোর অনুমতি দেয় ক্যাপাসিটরের ওজন প্রতি কিলোগ্রাম 10 কিলোওয়াট.

বাজারে উপলব্ধ ultracapacitors মডেল এক.

গবেষণাগারে অর্জন

সাম্প্রতিক মাসগুলো নতুন সুপারক্যাপাসিটর প্রোটোটাইপ সম্পর্কে অনেক তথ্য নিয়ে এসেছে। 2016 এর শেষের দিকে, আমরা শিখেছি, উদাহরণস্বরূপ, সেন্ট্রাল ফ্লোরিডা বিশ্ববিদ্যালয়ের একদল বিজ্ঞানী তৈরি করেছেন সুপারক্যাপাসিটার তৈরির জন্য নতুন প্রক্রিয়া, আরো শক্তি সঞ্চয় এবং 30 XNUMX এর বেশি সহ্য করে। চার্জ/স্রাব চক্র। যদি আমরা এই সুপারক্যাপাসিটরগুলির সাথে ব্যাটারিগুলি প্রতিস্থাপন করি তবে আমরা কেবলমাত্র সেকেন্ডে একটি স্মার্টফোন চার্জ করতে সক্ষম হব না, তবে এটি এক সপ্তাহেরও বেশি ব্যবহারের জন্য যথেষ্ট হবে, গবেষণা দলের সদস্য নীতিন চৌধুরী মিডিয়াকে বলেছেন। . ফ্লোরিডার বিজ্ঞানীরা দ্বি-মাত্রিক উপাদানের সাথে লেপা লক্ষ লক্ষ মাইক্রোওয়্যার থেকে সুপারক্যাপাসিটার তৈরি করেন। তারের স্ট্র্যান্ডগুলি বিদ্যুতের খুব ভাল কন্ডাক্টর, যা ক্যাপাসিটরের দ্রুত চার্জিং এবং ডিসচার্জ করার অনুমতি দেয় এবং তাদের আবৃত দ্বি-মাত্রিক উপাদান প্রচুর পরিমাণে শক্তি সঞ্চয় করার অনুমতি দেয়।

ইরানের তেহরান বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীরা, যারা ইলেক্ট্রোড উপাদান হিসাবে অ্যামোনিয়া দ্রবণে ছিদ্রযুক্ত তামার কাঠামো তৈরি করেন, তারা কিছুটা অনুরূপ ধারণাকে মেনে চলেন। ব্রিটিশরা, পরিবর্তে, কনট্যাক্ট লেন্সগুলিতে ব্যবহৃত জেলগুলির মতো জেলগুলি বেছে নেয়। আবার কেউ পলিমার নিয়ে গেছে ওয়ার্কশপে। গবেষণা এবং ধারণা বিশ্বজুড়ে অবিরাম.

জড়িত বিজ্ঞানীরা ইলেক্ট্রোগ্রাফ প্রকল্প (সুপারক্যাপাসিটর অ্যাপ্লিকেশনের জন্য গ্রাফিন-ভিত্তিক ইলেক্ট্রোডস), ইইউ দ্বারা অর্থায়ন, গ্রাফিন ইলেক্ট্রোড সামগ্রীর ব্যাপক উত্পাদন এবং ঘরের তাপমাত্রায় পরিবেশ বান্ধব আয়নিক তরল ইলেক্ট্রোলাইট প্রয়োগের উপর কাজ করছে। এমনটাই আশা করছেন বিজ্ঞানীরা গ্রাফিন সক্রিয় কার্বন প্রতিস্থাপন করবে (AC) সুপারক্যাপাসিটরের ইলেক্ট্রোডে ব্যবহৃত হয়।

গবেষকরা এখানে গ্রাফাইট অক্সাইড তৈরি করেছেন, সেগুলিকে গ্রাফিনের শীটে বিভক্ত করেছেন এবং তারপর শীটগুলিকে একটি সুপারক্যাপাসিটরে এম্বেড করেছেন। এসি-ভিত্তিক ইলেক্ট্রোডের সাথে তুলনা করে, গ্রাফিন ইলেক্ট্রোডগুলির আরও ভাল আঠালো বৈশিষ্ট্য এবং উচ্চ শক্তি সঞ্চয় ক্ষমতা রয়েছে।

বোর্ডিং যাত্রী - ট্রাম চার্জ করা হয়

বিজ্ঞান কেন্দ্রগুলি গবেষণা এবং প্রোটোটাইপিংয়ে নিযুক্ত রয়েছে এবং চীনারা সুপারক্যাপাসিটারগুলিকে অনুশীলনে রেখেছে। হুনান প্রদেশের ঝুঝো শহর সম্প্রতি সুপারক্যাপাসিটর (2) দ্বারা চালিত প্রথম চীনা তৈরি ট্রাম উন্মোচন করেছে, যার মানে এটির ওভারহেড লাইনের প্রয়োজন নেই। ট্রাম স্টপে ইনস্টল করা প্যান্টোগ্রাফ দ্বারা চালিত হয়। একটি সম্পূর্ণ চার্জ হতে প্রায় 30 সেকেন্ড সময় লাগে, তাই এটি যাত্রীদের বোর্ডিং এবং নামানোর সময় ঘটে। এটি গাড়িটিকে বাহ্যিক শক্তি ছাড়াই 3-5 কিলোমিটার যেতে দেয়, যা পরবর্তী স্টপে যাওয়ার জন্য যথেষ্ট। উপরন্তু, ব্রেক করার সময় এটি 85% পর্যন্ত শক্তি পুনরুদ্ধার করে।

সুপারক্যাপাসিটরগুলির ব্যবহারিক ব্যবহারের সম্ভাবনা অনেক - শক্তি সিস্টেম, জ্বালানী কোষ, সৌর কোষ থেকে বৈদ্যুতিক যানবাহন পর্যন্ত। সম্প্রতি, হাইব্রিড বৈদ্যুতিক যানবাহনে সুপারক্যাপাসিটর ব্যবহারের দিকে বিশেষজ্ঞদের দৃষ্টি আকর্ষণ করা হয়েছে। একটি পলিমার ডায়াফ্রাম জ্বালানী কোষ একটি সুপারক্যাপাসিটর চার্জ করে, যা তারপরে একটি ইঞ্জিনকে শক্তি দিতে ব্যবহৃত বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় করে। SC-এর দ্রুত চার্জ/ডিসচার্জ চক্রগুলি প্রায় অভিন্ন কর্মক্ষমতা প্রদান করে, ফুয়েল সেলের প্রয়োজনীয় সর্বোচ্চ শক্তিকে মসৃণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

মনে হচ্ছে আমরা ইতিমধ্যেই সুপারক্যাপাসিটর বিপ্লবের দ্বারপ্রান্তে রয়েছি। তবে, অভিজ্ঞতা দেখায় যে উদ্দীপনার অতিরিক্ত নিয়ন্ত্রণ করা মূল্যবান যাতে বিভ্রান্ত না হয় এবং আপনার হাতে একটি ডিসচার্জ করা পুরানো ব্যাটারি রেখে না যায়।