নতুন এক ধরনের ইলেক্ট্রোলাইট দিয়ে ‘রিসাইকলড ফটোভোলটাইক’ বা সৌর প্যানেলের বর্জ্য থেকে সাশ্রয়ী ও আকারে ছোট সিলিকনের অ্যানোড তৈরি করা হয়েছে।
সৌর বর্জ্য থেকে শক্তিশালী ও টেকসই লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি তৈরির এ নতুন উপায় খুঁজে পাওয়ার দাবি করেছেন বিজ্ঞানীরা। এ যুগান্তকারী উদ্ভাবনের কাজটি করেছেন ‘চাইনিজ একাডেমি অব সায়েন্সেস’-এর ‘কিংডাও ইনস্টিটিউট অব বায়োএনার্জি অ্যান্ড বায়োপ্রসেস টেকনোলজির (কিউআইবিইবিটি)’ গবেষকরা।
এ গবেষণার বিস্তারিত প্রকাশ পেয়েছে বিজ্ঞানভিত্তিক জার্নাল ‘নেচার সাসটেইনএবিলিটিতে’।
প্রচলিত ড্রাইসেল ব্যাটারির গ্রাফাইট অ্যানোডের তুলনায় লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ক্ষমতা বেশি থাকে এবং এর কৃতিত্ব সিলিকন অ্যানোডের। তবে, এর কিছু সমস্যাও রয়েছে। যেমন- চার্জ নেওয়া ও ছেড়ে দেওয়ার সময় বিভিন্ন সিলিকন অ্যানোডের আকার বাড়ে ও কমে। এর ফলে ব্যাটারির কর্মক্ষমতা নষ্ট হয়ে যায়।
অধ্যাপক কুই গুয়ালেইয়ের নেতৃত্বে এ গবেষণায় গবেষকরা ফেলে দেওয়া সৌর প্যানেল থেকে পাওয়া অতি ক্ষুদ্র আকারের সিলিকন কণা ব্যবহার করে এ সমস্যাটির সমাধান করেছেন।
গবেষণা দলটি এই ছোট মাইক্রোমিটার আকারের বিভিন্ন সিলিকন কণাকে বিশেষভাবে নকশা করা ইথারভিত্তিক ইলেক্ট্রোলাইটের সঙ্গে মিলিয়ে রোমাঞ্চকর ফলাফল পেয়েছেন।
মাইক্রো আকারের সিলিকন কণার বিভিন্ন অ্যানোড চমৎকার ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল স্থিতিশীলতা দেখিয়েছে। ৯৯.৯৪ শতাংশ গড় দক্ষতা বজায় রেখে ও চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের ২০০ চক্রের পরেও এদের প্রাথমিক ক্ষমতার ৮৩.১৩ শতাংশ ধরে রাখতে পেরেছে।
এ গবেষণার প্রথম লেখক ড. লিউ তাও বলেছেন, এ কাজটি শুধু সিলিকন কণার জন্য আরও টেকসই উৎসের ইঙ্গিতই দেয় না; বরং মাইক্রো-আকারের বিভিন্ন সিলিকন অ্যানোড উপাদানের মুখোমুখি নানা বড় চ্যালেঞ্জও ঠেকায়।
এসব অ্যানোডের সাফল্যের কারণ, এদের অনন্য সলিড-ইলেক্ট্রোলাইট ইন্টারফেজ (এসইআই) রসায়ন, যা একটি নতুন ইলেক্ট্রোলাইট সূত্রের মাধ্যমে তৈরি হয়।
নতুন অ্যানোড ও ইলেক্ট্রোলাইট এর সংমিশ্রণটি ‘এনসিএম ৮১১’-এ পরীক্ষা করেছেন গবেষকরা। মাইক্রো আকারের বিভিন্ন সিলিকন কণার (μm-Si) পাউচ কোষ ৮০ বার চার্জ হওয়া পর্যন্ত টিকেছে ও প্রতিকূল পরিস্থিতিতে ৩৪০.৭ কিলোওয়াট আওয়ার সরবরাহ করেছে, যেটিকে ‘বিস্ময়কর’ বলেছেন গবেষকরা। প্রচলিত লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির তুলনায় এটি অনেক উন্নত।
পরিবেশগত বিভিন্ন সুবিধা জানিয়ে এ গবেষণার সহ-লেখক ড. ডং তিয়ানতিয়ান বলেছেন, বাতিল হয়ে যাওয়া সৌর প্যানেল থেকে সিলিকন ব্যবহার করার ক্ষেত্রে ফোটোভোলটাইক বর্জ্যের অর্থনৈতিক ও পরিবেশগত প্রভাব উভয়ই কম। বর্জ্যকে মূল্যবান ব্যাটারি উপাদানে পরিণত করলে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির দাম কমবে ও এগুলো আরও সহজলভ্য হবে।
