08/01/2025
উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন জিঙ্ক আয়োডিন ব্যাটারি তৈরি করেছে বিজ্ঞানীরা
জিঙ্ক আয়োডিন (Zn-I₂) ব্যাটারির ক্ষেত্রে সম্প্রতি গবেষণায় এমন এক উদ্ভাবন এসেছে যা এর দীর্ঘস্থায়ী কর্মক্ষমতা ও উচ্চ ক্ষমতা নিশ্চিত করতে সক্ষম। এই নতুন Zn-I₂ ব্যাটারি ডিজাইনে Zn-SA-এমওসি/NCFs ব্যবহার করা হয়েছে, যা আয়োডিনের সীমাবদ্ধতাগুলো কাটিয়ে উঠে। ফলে ব্যাটারিটি ২৩২.৬ mAh g⁻¹ ক্ষমতা প্রদান করতে সক্ষম এবং ২০,০০০ সাইকেল পরে ৯০% ক্ষমতা ধরে রাখতে পারে। জিঙ্ক-আয়ন ব্যাটারি (ZIBs) বর্তমানে পরিবেশবান্ধব, নিরাপদ এবং সহজলভ্য কাঁচামালের জন্য ব্যাপক জনপ্রিয়তা অর্জন করেছে। এসব ব্যাটারি, বিশেষত জিঙ্ক আয়োডিন ব্যাটারি, আয়োডিনের উচ্চ তাত্ত্বিক ক্ষমতা (২১১ mAh g⁻¹) এবং ০.৫৪ V রেডক্স সম্ভাবনার কারণে গবেষকদের নজর কাড়ছে। তদুপরি, সমুদ্রজলে আয়োডিনের প্রাচুর্য (৫৫ µg L⁻¹) এর সহজলভ্যতাকে বাড়িয়ে দেয়।
আরও পড়ুনঃ বিশ্বের ১ম নিউক্লিয়ার ডায়মন্ড ব্যাটারি যা এক হাজার বছর ধরে শক্তি প্রদান করতে সক্ষম
তবে আয়োডিনের নিম্নতর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা শক্তি সংরক্ষণের সময় দক্ষ রেডক্স রূপান্তরকে সীমিত করে। উপরন্তু, দ্রবণীয় পলিইয়োডাইড গঠনের কারণে আয়োডিন জিঙ্ক অ্যানোডে মাইগ্রেট করে, যা ক্ষমতা হ্রাস এবং জিঙ্ক ক্ষয় ঘটায়। গবেষকরা এই সমস্যাগুলোর সমাধানে একটি নতুন উপকরণ নকশা উপস্থাপন করেছেন। প্রথমে জিওলাইটিক ইমিডাজোলেট ফ্রেমওয়ার্ক-৮ (ZIF-8)-এ মলিবডেট আয়ন প্রিসিপিটেশন পদ্ধতিতে অন্তর্ভুক্ত করা হয়। এরপর ইলেকট্রোস্পিনিং এবং ক্যালসিনেশনের মাধ্যমে ফ্রিস্ট্যান্ডিং পোরাস কার্বন ফাইবার তৈরি করা হয়, যা জিঙ্কের একক পরমাণু সাইট (Zn-SA) এবং মলিবডেনাম কার্বাইড ক্লাস্টার (এমওসি) সমন্বিত। এই নকশার মাধ্যমে পোরাস কার্বন ফ্রেমওয়ার্কটি ভর স্থানান্তরের জন্য উপযোগী পরিবেশ সৃষ্টি করে। এছাড়া মলিবডেনাম কার্বাইডের একক-পরমাণু ক্যাটালিস্টের সাথে সংযুক্তি আয়োডিন প্রজাতিগুলোর শোষণ ক্ষমতা বাড়ায় এবং রেডক্স ক্রিয়াকলাপে চার্জ পুনর্বণ্টনকে উন্নত করে। ফলস্বরূপ, ০.৫ C কারেন্ট ডেনসিটিতে ব্যাটারিটি ২৩২.৬ mAh g⁻¹ নির্দিষ্ট ক্ষমতা প্রদান করে এবং ২০,০০০ চক্র পরেও ৯০% ক্ষমতা ধরে রাখতে সক্ষম।
এই গবেষণায় Zn-SA এবং এমওসি ক্লাস্টার সমন্বয়ে ইলেকট্রোক্যাটালাইসিস বাড়ানোর মৌলিক ধারণা তুলে ধরা হয়েছে। আয়োডিন রেডক্স প্রতিক্রিয়ার জন্য Zn-N₄ সাইটের মাধ্যমে এমওসি ক্লাস্টারের ইলেকট্রোক্যাটালিটিক কার্যক্রম নিয়ন্ত্রণের প্রথম প্রমাণ এটি। গবেষণায় আয়োডিন প্রজাতি এবং হোস্ট উপাদানের মধ্যে ইলেকট্রনিক স্ট্রাকচার মডুলেশন কৌশল ব্যবহার করা হয়েছে। এর মাধ্যমে উন্নত আয়োডিন ক্যাটালিস্ট তৈরি এবং ব্যাটারির কর্মক্ষমতা বাড়ানোর জন্য সুনির্দিষ্ট দিকনির্দেশনা প্রদান করা হয়েছে।
এই উদ্ভাবন ভবিষ্যতের উন্নত জিঙ্ক আয়োডিন ব্যাটারি তৈরির ক্ষেত্রে একটি নতুন সম্ভাবনা তৈরি করেছে। এতে উচ্চতর ক্ষমতা এবং দীর্ঘমেয়াদী স্থায়িত্বের সুযোগ তৈরি হবে, যা বিদ্যুৎ সঞ্চয়ের ক্ষেত্রে একটি বড় পরিবর্তন আনবে।
