আমি ফ্লোরিডা ইন্টারন্যাশনাল ইউনিভার্সিটি এর গবেষক, আমার উদ্ভাবিত লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারিতে যুগান্তকারী প্রযুক্তি
পরিবহন ব্যবস্থার কার্বনমুক্তকরণের উদ্দেশ্যে বৈদ্যুতিক যানবাহন (EV) এবং এই বৈদ্যুতিক যানবাহনগুলিকে শক্তি দিতে পারে এমন ব্যাটারির চাহিদা বৃদ্ধি পাচ্ছে। লিথিয়াম-আয়ন-ভিত্তিক ব্যাটারিগুলি ইতিমধ্যেই সুপ্রতিষ্ঠিত এবং বর্তমান বৈদ্যুতিক যানবাহনগুলিকে শক্তি দেওয়ার প্রধান রসায়ন হিসাবে বিবেচিত হয়। তবে, সীমিত নির্দিষ্ট শক্তির (<৩০০ ওয়াট/কেজি) এই ব্যাটারিগুলিকে উচ্চ মাইলেজযুক্ত যানবাহন থেকে বিরত রাখে।
লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারিগুলিকে পরবর্তী প্রজন্মের সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা হিসাবে বিবেচনা করা হয় কারণ তাদের উচ্চ তাত্ত্বিক ক্ষমতা (~১৬৭৫ মিলিঅ্যাম্পিয়ার ঘন্টা প্রতি গ্রামে), কম ক্যাথোড উপকরণের খরচ এবং ব্যাটারি শক্তির ঘনত্ব যা ৭০০ ওয়াট/কেজি অতিক্রম করতে পারে।
যাইহোক, কিছু বড় অসুবিধা লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারি সিস্টেমকে শক্তি ডিভাইসগুলিতে প্রযোজ্য হতে বাধা দেয় এবং এর বাণিজ্যিকীকরণকে বাধা দেয়, যার মধ্যে রয়েছে কম শক্তি ঘনত্ব এবং তাদের সাইক্লিং লাইফের সময় দ্রুত ক্ষমতা হ্রাস। এছাড়াও, লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারিতে লিথিয়াম ধাতব অ্যানোড বিভিন্ন সমস্যা সামনে নিয়ে আসে যেমন ক্রমাগত কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট ইন্টারফেস বৃদ্ধি, ডেনড্রাইট গঠন এবং সক্রিয় লিথিয়াম এবং ইলেক্ট্রোলাইটের ক্ষমতা হ্রাস।
উচ্চ কারেন্ট-হারে এই সমস্যাগুলি আরও তীব্র হয় যা অভ্যন্তরীণ শর্ট-সার্কিট এবং হঠাৎ ব্যাটারি কাজ করা বন্ধ করে দেয়। দীর্ঘ চার্জ ডিসচার্জ সাইক্লিং লাইফের উৎসাহিত করার জন্য এবং হঠাৎ ব্যাটারির ব্যর্থতা রোধ করার জন্য, একটি স্থিতিশীল এবং ব্যবহারিক লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারি সিস্টেমের বিকাশের জন্য ব্যাটারির তড়িৎ রাসায়নিক আচরণ সম্পর্কে পুঙ্খানুপুঙ্খ ধারণা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
কোয়ান্টাম কম্পিউটার হলো অধরা ‘সবকিছুর তত্ত্ব’র চাবিকাঠি
“২০২৪ সালের ২১শে অক্টোবর ChemElectroChem-(Wiley Online Library) এ প্রকাশিত একটি গবেষণার প্রথম লেখক হিসেবে, আমি জর্জিনা জাহান (পিএইচডি ছাত্রী – ফ্লোরিডা ইন্টারন্যাশনাল ইউনিভার্সিটি) লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারিতে পলিসালফাইড শাটলিংয়ের পরিমাণ কমানোর জন্য একটি অভিনব পদ্ধতি চালু করেছি বিশ্ববিদ্যালয়ের “ব্যাটারি গবেষণা ল্যাব” এ অধ্যাপক ডঃ বিলাল এল জাহাবের তত্ত্বাবধানে।
জার্নাল টি র লিঙ্ক : https://doi.org/10.1002/celc.202400480
লিথিয়াম-সালফার ক্যাথোডে পলিসালফাইড ধারণের জন্য গ্লাস মাইক্রোফাইবার ইন্টারলেয়ার’ শীর্ষক আমাদের গবেষণাটি ব্যাটারির কর্মক্ষমতা বাড়ানোর জন্য ক্যাথোড এবং বিভাজকের মধ্যে একটি গ্লাস মাইক্রোফাইবার ইন্টারলেয়ার অন্তর্ভুক্ত করার কার্যকারিতা প্রদর্শন করে।
গ্লাস এর মাইক্রোফাইবার ইন্টারলেয়ারটি কৌশলগতভাবে “পলিসালফাইড শাটল” প্রভাব কমানোর জন্য স্থাপন করা হয়েছিল, যা লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারিতে ক্ষমতা হ্রাসের একটি প্রধান কারণ। এই ইন্টারলেয়ারটি দ্বৈত ভূমিকা পালন করে: এটি ডেনড্রাইট বৃদ্ধি এবং ক্যাথোড উপাদানের ক্ষয় রোধ করার জন্য একটি ইলেকট্রনিক অন্তরক হিসাবে কাজ করে এবং দ্রবণীয় পলিসালফাইডগুলিকে শোষণ করে আটকে রাখে। ৪ মিলিগ্রাম প্রতি সেমি২ তে এর বাণিজ্যিকভাবে প্রাসঙ্গিক সালফার লোডিংয়ের অধীনে, পূর্ণ-কোষ পরীক্ষাগুলি ইন্টারলেয়ারের কার্যকারিতা নিশ্চিত করেছে। কোষগুলি ১২০০ মিলিঅ্যাম্পিয়ার ঘন্টা প্রতি গ্রামে এর বেশি উচ্চ প্রাথমিক ক্ষমতা প্রদান করেছে এবং প্রায় ৯০০ মিলিঅ্যাম্পিয়ার ঘন্টা প্রতি গ্রামে এ স্থিতিশীল হয়েছে। উল্লেখযোগ্যভাবে, তারা চমৎকার দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা প্রদর্শন করেছে, ২০০ চক্রের পরে ৯৫ % ক্ষমতা ধরে রাখা এবং প্রতি চক্রে ০.০১৬% এর ব্যতিক্রমীভাবে কম গড় ক্ষয় হার সহ। এবং ৫০০ চক্রের পরে 80% ক্ষমতা ধরে রাখে।
একজন পিএইচডি ছাত্রী (৪ এর মধ্যে ৩.৯ জিপিএ বজায় রেখেছে), স্টেম (বিজ্ঞান, প্রযুক্তি, প্রকৌশল এবং গণিতক্ষেত্রে) একজন পেশাদার এশিয়ান আমেরিকান নারী, একজন স্ত্রী এবং ১১ বছর বয়সী যমজ সন্তানের মা এবং ফ্লোরিডা ইন্টারন্যাশনাল ইউনিভার্সিটিতে বাংলাদেশ ছাত্র সংগঠনের সভাপতি (২০২৫-২৬) হিসেবে, আমি গভীরভাবে সাধনা করছি এবং একই সাথে এই ক্ষেত্রের চলমান অগ্রগতিতে আমাকে উল্লেখযোগ্য অবদান রাখতে সক্ষম করছি। ফ্লোরিডা ইন্টারন্যাশনাল ইউনিভার্সিটিতে মেকানিকাল এন্ড ম্যাটেরিয়ালস ইঞ্জিনিয়ারিং (MME) বিভাগে আমার পিএইচডি অধ্যয়নের সময়, আমি ম্যাটেরিয়ালস সায়েন্স এর সীমানা ঠেলে দেওয়ার জন্য গভীরভাবে নিবেদিতপ্রাণ এবং আমাদের গবেষণায় প্রকাশিত প্রতিশ্রুতিশীল পথগুলির আরও গভীরে প্রবেশ করতে আগ্রহী।
জর্জিনা জাহান, পিএইচডি ছাত্রী, ফ্লোরিডা ইন্টারন্যাশনাল ইউনিভার্সিটি, মিয়ামি, ফ্লোরিডা
ইমেইল: gjaha001@fiu.edu, georgina.jahan@gmail.com
