ভ্যানাডিয়াম: ইভি ও পরিবেশবান্ধব শক্তির ‘গেইম চেঞ্জার’

বিদ্যুচ্চালিত গাড়ি এবং এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমের জনপ্রিয়তা বেড়ে যাওয়ায় শক্তিশালী, সাশ্রয়ী ও দীর্ঘ আয়ুর লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির চাহিদাও এখন অনেক বেশি।

‘লিথিয়াম আয়রন ফসফেট’ এবং ‘নিকেল-ম্যাঙ্গানিজ-কোবাল্টে ’র মতো ব্যাটারির সাধারণ কাঁচামাল এখন ব্যপক আকারে ব্যবহার হয়। তবে সমস্যা হচ্ছে, খরচ বনাম কার্যকারিতার প্রশ্নে এগুলোকে একেবারেই আদর্শ বলা যাচ্ছে না। আর, এর সম্ভাবনাময় বিকল্প হিসেবে প্রেক্ষাপটে উঠে এসেছে ‘লিথিয়াম-রিচ ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড (এলআরএমও)’।

এইসব উপাদান আগের তুলনায় বেশি বিদ্যুৎ সঞ্চয় করতে পারে এবং এতে কোবাল্টের মতো দামি উপাদান নেই। তবে, এক্ষেত্রে বড় চ্যালেঞ্জ হচ্ছে, এর কার্যকারিতা ও সময়ের সঙ্গে সঙ্গে বিদ্যুৎ দ্রুত ফুরিয়ে আসার বিষয়টি।

চীনের ‘গুয়াংডং ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজি’র দুই অধ্যাপক ডং লুও ও চেনইউ লিউ পরিচালিত সাম্প্রতিক গবেষণায় বাণিজ্যিকভাবে ‘এলআরএমও’ ব্যবহার বাড়ানোর নতুন এক উপায় মিলেছে।

বিজ্ঞানভিত্তিক জার্নাল ‘এনার্জি ম্যাটিরিয়ালস অ্যান্ড ডিভাইসেস’-এ প্রকাশিত এ গবেষণায় উঠে এসেছে, এলআরএমও’র সঙ্গে অ্যামোনিয়াম মেটাভানাডেটের বিক্রিয়া ঘটালে তা ব্যাটারির কার্যকারিতা ও স্থিতিশীলতা বাড়িয়ে দেয়।

ভ্যানাডিয়ামের সংযুক্তি ব্যাটারির ‘ইনিশিয়াল কউলম্বিক এফিশিয়েন্সি (আইসিই)’ ব্যাপক বাড়িয়ে দেয়, যা ব্যাটারির আয়ু দীর্ঘায়িত করার ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ।

এর আগে এলআরএমও’র বিভিন্ন উপাদানে আইসিই’র সর্বোচ্চ কার্যকারিতা ছিল প্রায় ৭৪ দশমিক চার শতাংশ, যেখানে ভ্যানাডিয়াম মিশ্রণ থাকা সংস্করণে তা বেড়ে গিয়ে পৌঁছায় ৯১ দশমিক ছয় শতাংশে, যা বাণিজ্যিক ব্যবহারের জন্য যথেষ্ট বলে প্রতিবেদনে লিখেছে বিজ্ঞানভিত্তিক সাইট নোরিজ।

ভ্যানাডিয়ামের প্রক্রিয়াটি দীর্ঘমেয়াদে বিদ্যুৎ খরচের ঝুঁকি কমাবে, যেখানে দুইশ সাইকেলের মাত্রা অতিক্রমের পর প্রতি সাইকেলে এর ভোল্টেজ কমে আসে মাত্র দশমিক ৪৭ মিলিভোল্ট।

গবেষকরা এ সক্ষমতা অর্জন করেছেন বিশেষ এক ধরনের হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতি ব্যবহার করে, যেখানে ব্যাটারির ক্যাথোড পৃষ্ঠে বসেছে ভ্যানাডিয়াম।

ব্যাটারি রসায়ন খাতে দীর্ঘকালীন প্রভাব ফেলার সম্ভাবনা দেখাচ্ছে নতুন এই উদ্ভাবন। লিথিয়াম সমৃদ্ধ ক্যাথোডকে আগের চেয়ে স্থিতিশীল ও কার্যকর করে তোলা প্রযুক্তিটি ভবিষ্যতে বিদ্যুচ্চালিত গাড়ি, নবায়নযোগ্য এনার্জি সিস্টেম এমনকি স্মার্টফোন ও ল্যাপটপের মতো নিত্যদিনের ডিভাইসেও ব্যবহার করা যেতে পারে বলে প্রতিবেদনে লিখেছে বিজ্ঞানভিত্তিক সাইট নোরিজ।