ইউরোপে শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার প্রয়োজনীয়তা ক্রমাগত বাড়ছে। নবায়নযোগ্য শক্তি, বিশেষ করে সৌর ও বায়ুশক্তির প্রতি আগ্রহের কারণে, এই বিদ্যুৎ উৎপাদনের সময় সঞ্চয় করা এবং প্রয়োজনের সময় তা সরবরাহ করা অপরিহার্য হয়ে পড়েছে। এই প্রেক্ষাপটে, অস্ট্রেলিয়ার ফ্লিন্ডার্স বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি দল একটি জিঙ্ক-আয়োডিন ব্যাটারি উপস্থাপন করেছে যা যুগান্তকারী পরিবর্তন আনতে পারে: এটি ন্যূনতম কার্যক্ষমতা হ্রাস করে ৬০,০০০ বারেরও বেশি চার্জ ও ডিসচার্জ চক্র সহ্য করতে পারে।
প্রযুক্তিটি এখনও প্রাথমিক পর্যায়ে রয়েছে, কিন্তু এর কার্যক্ষমতার পরিসংখ্যান বর্তমানে বাজারে আধিপত্য বিস্তারকারী লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির তুলনায় এক বিশাল অগ্রগতি নির্দেশ করে। গবেষকরা এমন একটি সিস্টেমের বর্ণনা দিয়েছেন যা জিঙ্ক, আয়োডিন এবং সাইক্লোডেক্সট্রিন থেকে প্রাপ্ত একটি পলিমারের সমন্বয়ে গঠিত। এর প্রধান সুবিধা হলো, এটি প্রচলিত ব্যাটারিতে ব্যবহৃত দাহ্য জৈব তরলের পরিবর্তে একটি জল-ভিত্তিক ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করে , যা আগুনের ঝুঁকি ব্যাপকভাবে হ্রাস করে।
দীর্ঘতম ব্যাটারি লাইফ এবং মিনিটে দ্রুততম চার্জিং
সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য তথ্যটি এর স্থায়িত্ব সম্পর্কিত। পরীক্ষাগারের পরীক্ষায়, প্রোটোটাইপগুলো ক্ষমতার উল্লেখযোগ্য অবনতি ছাড়াই সফলভাবে ৬০,০০০-এরও বেশি পূর্ণ চক্র সম্পন্ন করেছে । পরিমাপ অনুযায়ী, প্রতি চক্রে ক্ষতির পরিমাণ ০.০০০১% থেকে ০.০০০৩% পর্যন্ত, যা একটি স্থায়ী স্থাপনায় কয়েক দশক পর্যন্ত স্থায়ী হওয়ার সম্ভাবনা তৈরি করে।
চার্জিং গতিও বেশ চমৎকার। পরীক্ষিত কনফিগারেশনগুলোর মধ্যে একটিতে, প্রায় ১৫০ mAh/g হারে সেট করলে ব্যাটারিটি প্রায় তিন মিনিটে সম্পূর্ণ চার্জ হয়ে যায় । যদি আরও বেশি ধারণক্ষমতার প্রয়োজন হয়, তবে সিস্টেমটি ২০০ mAh/g হারে চার্জ দেয় এবং প্রায় সাত মিনিটে রিচার্জ হয়ে ৮,০০০ সাইকেল পর্যন্ত পৌঁছায়। এর অপারেটিং ভোল্টেজ ১.৩ থেকে ১.৪ ভোল্টের মধ্যে, যা স্থির সিস্টেমের জন্য উপযুক্ত।
এই মানগুলি বাণিজ্যিক ব্যাটারিতে নয়, বরং ছোট পরীক্ষামূলক কোষে অর্জন করা হয়েছে, কিন্তু এগুলি প্রমাণ করে যে নির্বাচিত রসায়নটি শক্তি এবং সহনশীলতার এমন একটি সমন্বয় প্রদান করে যা পূর্বে অসাধ্য বলে মনে হতো। এত দ্রুত চার্জ হওয়ার এবং এতগুলি চক্র সহ্য করার ক্ষমতা এই প্রযুক্তিকে এমন স্থাপনাগুলির জন্য একটি অত্যন্ত আকর্ষণীয় বিকল্প করে তোলে যেখানে অবিরাম আবর্তনের প্রয়োজন হয়, যেমন সৌর বিদ্যুৎ কেন্দ্র বা গ্রিড ব্যাকআপ সিস্টেম।
চাবি: আয়োডিনের জন্য একটি আণবিক খাঁচা
এই ব্যাটারিগুলোর সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ হলো ব্যবহারের সময় আয়োডিনের মাত্রা স্থিতিশীল রাখা। পূর্ববর্তী সিস্টেমগুলোতে, আয়োডিন যৌগ ইলেকট্রোলাইটে দ্রবীভূত হয়ে অ্যানোডের দিকে চলে যেত, যার ফলে স্বতঃস্ফূর্ত ডিসচার্জ এবং ব্যাটারির কার্যক্ষমতা হ্রাস পেত। 'পলিআয়োডাইড ডিসপ্লেসমেন্ট' নামে পরিচিত এই প্রভাবটিই ছিল ব্যাটারির দীর্ঘ জীবনকাল অর্জনের প্রধান বাধা।
গবেষকরা সাইক্লোডেক্সট্রিন কাঠামো ব্যবহার করে সমস্যাটির সমাধান করেছেন । এটি হলো স্টার্চ থেকে নিষ্কাশিত অলিগোস্যাকারাইড, যা খাদ্য শিল্পে ইতিমধ্যেই ব্যবহৃত হয়। এই অণুগুলোর একটি অভ্যন্তরীণ গহ্বর রয়েছে যা আয়োডিন পদার্থকে আটকে রাখে এবং তাদের চলাচল প্রতিরোধ করে, কিন্তু তড়িৎ-রাসায়নিক বিক্রিয়াকে বাধা দেয় না। এটি নিশ্চিত করে যে সক্রিয় উপাদানটি ক্যাথোডেই থেকে যায় এবং ব্যাটারির আয়ুষ্কাল দীর্ঘ হয়।
প্রযুক্তিগত উন্নতির পাশাপাশি, এই ব্যবস্থাটি দুষ্প্রাপ্য খনিজ পদার্থের চেয়ে দস্তা এবং আয়োডিনের মতো সহজলভ্য ও সস্তা উপকরণকে অগ্রাধিকার দেয় । ইউরোপে এবং বিশ্বের অন্যতম বৃহত্তম দস্তা উৎপাদনকারী দেশ অস্ট্রেলিয়ার মতো দেশগুলিতে এই উপকরণগুলির সহজলভ্যতা সরবরাহ শৃঙ্খলকে সুসংহত করতে এবং বাইরের অঞ্চলের উপর নির্ভরতা কমাতে পারে।
এই ব্যাটারির প্রাথমিক ব্যবহার মোবাইল ফোন বা কম্পিউটারে হবে না। এর উদ্ভাবকদের লক্ষ্য হলো বৃহৎ পরিসরে শক্তি সঞ্চয়: যেমন সৌর বিদ্যুৎ কেন্দ্র, শিল্প কারখানা বা গ্রিড ব্যাকআপ। এইসব ক্ষেত্রে ওজন ততটা গুরুত্বপূর্ণ নয়, এবং এর মূল সুবিধা হলো স্বল্প বিনিয়োগে একাধিক লোড সামলানোর ক্ষমতা। দলটি ইতোমধ্যে বাণিজ্যিক অংশীদারদের সাথে একটি ইন্ডাস্ট্রিয়াল প্রোটোটাইপিং প্ল্যাটফর্ম চালু করার জন্য কাজ করছে।
এটি বাণিজ্যিক পণ্যে পরিণত হতে এখনও অনেক পথ বাকি। বৃহত্তর কোষে এর কার্যকারিতা নিশ্চিত করা, এর দক্ষতা আরও পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে বিশ্লেষণ করা এবং বাস্তব পরিস্থিতিতে এর স্থিতিশীলতা যাচাই করা প্রয়োজন। কিন্তু এই গবেষণাটি প্রমাণ করে যে লিথিয়ামের আধিপত্য ভেঙে আরও নিরাপদ, দীর্ঘস্থায়ী এবং পরিবেশবান্ধব রসায়নের পথ প্রশস্ত করা সম্ভব। এই সাফল্য আমাদের গ্রিডে নবায়নযোগ্য শক্তিকে একীভূত করার পদ্ধতিকে আমূল পরিবর্তন করে দেওয়ার সম্ভাবনা রাখে।