শক্তি সংৰক্ষণ বেটাৰীৰ কামৰ নীতি আৰু গঠন

শক্তি সংৰক্ষণ বেটাৰীৰ কাৰ্য্যকৰী নীতি

এনশক্তি সংৰক্ষণ বেটাৰীবৈদ্যুতিক শক্তি আৰু ৰাসায়নিক শক্তিৰ মাজত শক্তিক ৰূপান্তৰিত আৰু সংৰক্ষণ কৰা এটা যন্ত্ৰ। নিৰ্গমনৰ সময়ত ৰাসায়নিক শক্তি প্ৰত্যক্ষভাৱে বৈদ্যুতিক শক্তিলৈ ৰূপান্তৰিত হয়; চাৰ্জিঙৰ সময়ত বৈদ্যুতিক শক্তিক সংৰক্ষণৰ বাবে পুনৰ ৰাসায়নিক শক্তিলৈ ৰূপান্তৰিত কৰা হয়। বেটাৰীত থকা ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডবোৰ বিভিন্ন সামগ্ৰীৰে তৈয়াৰ কৰা হয়। যেতিয়া একেটা ইলেক্ট্ৰ’লাইট সন্নিৱিষ্ট কৰা হয়, তেতিয়া দুয়োটা ইলেক্ট্ৰ’ডে নিজৰ নিজৰ ইলেক্ট্ৰ’ড বিভৱ স্থাপন কৰিব, যিটো চিত্ৰ ১-৪ত এবিচিডি ভগ্ন ৰেখাই দেখুৱাইছে (ডেছ ৰেখা আৰু ইলেক্ট্ৰ’ডৰ মাজৰ ঠাইখিনিয়ে গঠিত বৈদ্যুতিক দ্বৈত স্তৰটোক প্ৰতিনিধিত্ব কৰে)। ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ডৰ মাজৰ ভাৰসাম্য ইলেক্ট্ৰ'ড বিভৱৰ পাৰ্থক্যই বেটাৰীৰ ইলেক্ট্ৰ'মটিভ বল (EMF) E গঠন কৰে।

চিত্ৰ ১৪ শক্তি সংৰক্ষণ বেটাৰীৰ কামৰ নীতিৰ আঁচনিমূলক ডায়াগ্ৰাম

যেতিয়া ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ডবোৰ বাহ্যিক বোজাৰ সৈতে সংযুক্ত কৰা হয়, তেতিয়া ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থই ইলেক্ট্ৰন লাভ কৰে আৰু হ্ৰাস বিক্ৰিয়াৰ সন্মুখীন হয়, যাৰ ফলত কেথ'ডিক মেৰুকৰণ হয়, যাৰ ফলত ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ডৰ বিভৱ কম হয়; ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থই ইলেক্ট্ৰন হেৰুৱাই পেলায় আৰু অক্সিডেচন বিক্ৰিয়াৰ সন্মুখীন হয়, যাৰ ফলত এনোডিক মেৰুকৰণ উৎপন্ন হয়, যাৰ ফলত ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ডৰ বিভৱ বৃদ্ধি পায়। বাহ্যিক বৰ্তনীৰ বাবে ইলেক্ট্ৰন ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডৰ পৰা ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডলৈ প্ৰবাহিত হয়, সেয়েহে বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ দিশ ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডৰ পৰা ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডলৈ হয়। ইলেক্ট্ৰ’লাইটত আয়ন গতিৰ দ্বাৰা আধান স্থানান্তৰ ঘটে, গতিকে আভ্যন্তৰীণ বৰ্তনীত বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ দিশ ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডৰ পৰা ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডলৈ হয়। ডিচাৰ্জ অৱস্থাত, বেটাৰী বিভৱ বিতৰণ চিত্ৰ 1-4 ত ভগ্ন ৰেখা A'B'C'D' দ্বাৰা দেখুওৱা হৈছে। সমগ্ৰ প্ৰক্ৰিয়াটোৱে এটা সম্পূৰ্ণ বন্ধ লুপ গঠন কৰে, যাৰ ফলত ইলেক্ট্ৰ'ডত অক্সিডেচন আৰু হ্ৰাস বিক্ৰিয়া অবিৰতভাৱে চলি থাকে, যাৰ ফলত বন্ধ লুপৰ ভিতৰত অবিৰত বিদ্যুৎ প্ৰবাহ নিশ্চিত হয়। বেটাৰীয়ে কাম কৰি থকাৰ সময়ত ইলেক্ট্ৰ’ডবোৰত বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপন্ন কৰা বিদ্যুৎ ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াবোৰক প্ৰবাহ সৃষ্টিকাৰী বিক্ৰিয়া বোলা হয় আৰু এই বিক্ৰিয়াত অংশগ্ৰহণ কৰা পদাৰ্থবোৰক সক্ৰিয় পদাৰ্থ বোলা হয়।

বেটাৰীৰ চাৰ্জিং প্ৰক্ৰিয়াটো মূলতঃ ইয়াৰ ডিচাৰ্জিং প্ৰক্ৰিয়াৰ ওলোটা। চাৰ্জিঙৰ সময়ত ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডত অক্সিডেচন হয়, আনহাতে ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডত হ্ৰাস হয়; একেসময়তে, ইলেক্ট্ৰ'লাইটত থকা আয়নৰ প্ৰব্ৰজনৰ দিশ নিৰ্গমনৰ সময়ত হোৱাৰ বিপৰীত, আৰু এই ৰাসায়নিক ৰূপান্তৰ প্ৰক্ৰিয়াটো চলাবলৈ বেটাৰীৰ মুকলি-চাৰ্কিট ভল্টেজতকৈ অধিক বাহ্যিক শক্তিৰ উৎসৰ প্ৰয়োজন হয়, যিটো চিত্ৰ 1-4 ত ভগ্ন ৰেখা A"B"C"D" দ্বাৰা দেখুওৱা হৈছে।

ৰাসায়নিক শক্তিক প্ৰত্যক্ষভাৱে বৈদ্যুতিক শক্তিলৈ ৰূপান্তৰিত কৰাৰ সুবিধাৰ বাবে শক্তি সংৰক্ষণ বেটাৰীৰ ভিতৰত সংঘটিত ৰেডক্স প্ৰক্ৰিয়াটো প্ৰচলিত ৰেডক্স বিক্ৰিয়াৰ পৰা মৌলিকভাৱে পৃথক। বেটাৰীত ইলেক্ট্ৰন হেৰুৱা (অক্সিডেচন) আৰু ইলেক্ট্ৰন লাভ কৰা (হ্ৰাস) প্ৰক্ৰিয়াবোৰ বিভিন্ন অঞ্চলত পৃথক কৰিব লাগিব। তদুপৰি সক্ৰিয় উপাদানসমূহে বিক্ৰিয়াত অংশগ্ৰহণ কৰিলে বাহ্যিক বৰ্তনীৰ মাজেৰে ইলেক্ট্ৰন প্ৰবাহিত হ’ব লাগিব। এই দুটা মূল উপাদানে বেটাৰীৰ ভিতৰৰ ৰেডক্স ব্যৱস্থাটোক সাধাৰণ ৰাসায়নিক ৰেডক্স বিক্ৰিয়া আৰু বিদ্যুৎ ৰাসায়নিক জাৰণ পৰিঘটনাত মাইক্ৰ'-কোষ বিক্ৰিয়াৰ পৰা পৃথক কৰে।

শক্তি সংৰক্ষণ বেটাৰীৰ গঠন

এটা মৌলিক শক্তি সংৰক্ষণ বেটাৰীত চাৰিটা মৌলিক উপাদান থাকিব লাগে: ইলেক্ট্ৰ'ড, ইলেক্ট্ৰ'লাইট, বিভাজক আৰু বেটাৰীৰ আৱৰণ।

ইলেক্ট্ৰ'ড

বেটাৰীৰ মূল উপাদান হিচাপে ইলেক্ট্ৰ'ডক ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ডত ভাগ কৰা হয়, যিবোৰ মূলতঃ সক্ৰিয় পদাৰ্থ আৰু এটা পৰিবাহী কাঠামোৰে গঠিত। ইয়াৰ ভিতৰত সক্ৰিয় পদাৰ্থসমূহে বেটাৰীৰ নিৰ্গমনৰ সময়ত ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াৰ জৰিয়তে বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপন্ন কৰে, আৰু বেটাৰীৰ কাৰ্য্যক্ষমতা নিৰ্ণয় কৰা মূল কাৰক। সক্ৰিয় পদাৰ্থবোৰ বেছিভাগেই কঠিন, কিন্তু তৰল বা গেছ হিচাপেও থাকিব পাৰে।

সক্ৰিয় পদাৰ্থই বেটাৰীৰ সামগ্ৰিক কাৰ্য্যক্ষমতাৰ ওপৰত নিৰ্ণায়ক প্ৰভাৱ পেলায়, আৰু সেয়েহে সাধাৰণতে নিম্নলিখিত কাৰ্য্যক্ষমতাৰ প্ৰয়োজনীয়তা থাকে: ১ ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থৰ উচ্চ বিভৱ থাকিব লাগে, আনহাতে ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থৰ কম বিভৱ বজাই ৰখাৰ প্ৰয়োজন, যাতে বেটাৰীয়ে বৃহৎ বিদ্যুৎপ্ৰবাহী বল উৎপন্ন কৰিব পাৰে; ২ সক্ৰিয় পদাৰ্থৰ বিদ্যুৎ ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াশীলতা ভাল হ’ব লাগিব, অৰ্থাৎ ইহঁতে ৰেডক্স প্ৰক্ৰিয়াত সহজে অংশগ্ৰহণ কৰিব লাগে; ৩ সক্ৰিয় উপাদানসমূহৰ ওজন আৰু আয়তনৰ দ্বাৰা উচ্চ নিৰ্দিষ্ট ক্ষমতা থকাটো প্ৰয়োজন; 4 সক্ৰিয় পদাৰ্থৰ ইলেক্ট্ৰ'লাইট দ্ৰৱত উৎকৃষ্ট ৰাসায়নিক স্থিৰতা থকাটো প্ৰয়োজন, আৰু স্ব-দ্ৰৱণৰ হাৰ যিমান পাৰি কম হ'ব লাগে; ৫ সক্ৰিয় পদাৰ্থৰ ইলেক্ট্ৰনিক পৰিবাহীতা উচ্চ হ’ব লাগে; 6 অৰ্থনীতি আৰু বহনক্ষম উন্নয়নৰ দৃষ্টিকোণৰ পৰা আদৰ্শ সক্ৰিয় সামগ্ৰীসমূহ পৃথিৱীত প্ৰচুৰ আৰু কম খৰচী সম্পদ হ’ব লাগে; 7 সক্ৰিয় সামগ্ৰীও মানুহৰ স্বাস্থ্য আৰু প্ৰাকৃতিক পৰিৱেশৰ বাবে নিৰাপদ হ’ব লাগে।

এটা নিৰ্দিষ্ট সক্ৰিয় পদাৰ্থৰ বাবে ওপৰৰ সকলো মানদণ্ড পূৰণ কৰাটো যথেষ্ট প্ৰত্যাহ্বানজনক; সেয়েহে সক্ৰিয় পদাৰ্থ বাছনি কৰাৰ সময়ত এক বিস্তৃত বিবেচনাৰ প্ৰয়োজন। বৰ্তমান আটাইতকৈ বেছি ব্যৱহৃত কেথ’ড পদাৰ্থ হ’ল ধাতুৰ অক্সাইড, যেনে সীহ ডাই অক্সাইড, মেংগানিজ ডাই অক্সাইড, আৰু নিকেল অক্সাইডৰ লগতে বায়ুৰ পৰা ওলোৱা অক্সিজেন। এনোড পদাৰ্থৰ বাবে ৰাসায়নিকভাৱে বিক্ৰিয়াশীল ধাতুৰ পৰিসৰ পছন্দ কৰা হয়, যেনে জিংক, সীহ, কেডমিয়াম, লোহা, লিথিয়াম, আৰু ছডিয়াম।

পৰিবাহী কাঠামোৰ কাম হ’ল সক্ৰিয় পদাৰ্থক বাহ্যিক বৰ্তনীৰ সৈতে সংযোগ কৰা আৰু সুষম বিদ্যুৎ প্ৰবাহ বিতৰণ নিশ্চিত কৰা। ই সক্ৰিয় পদাৰ্থকো সমৰ্থন কৰে। এটা আদৰ্শ পৰিবাহী কাঠামোৰ চমৎকাৰ যান্ত্ৰিক শক্তি, উচ্চ ৰাসায়নিক স্থিৰতা, কম প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা আৰু ভাল প্ৰক্ৰিয়াকৰণযোগ্যতা থাকিব লাগে।

ইলেক্ট্ৰ’লাইট

ইলেক্ট্ৰলাইটৰ প্ৰধান কাম হ’ল ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডৰ মাজত ফলপ্ৰসূ আয়ন পৰিবাহীতা নিশ্চিত কৰা, আয়ন পৰিবহণৰ কাম হাতত লোৱা। কিছুমান ক্ষেত্ৰত ই বিদ্যুৎ ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াতো অংশগ্ৰহণ কৰিব পাৰে। বেটাৰীত ব্যৱহৃত ইলেক্ট্ৰ'লাইটৰ বাবে ইয়াৰ কাৰ্য্যক্ষমতাই তলত দিয়া প্ৰয়োজনীয়তাসমূহ পূৰণ কৰিব লাগে: ১ ইয়াৰ ভাল ৰাসায়নিক স্থিৰতা থাকিব লাগে যাতে সংৰক্ষণৰ সময়ত ইলেক্ট্ৰ'লাইট আৰু সক্ৰিয় পদাৰ্থৰ মাজৰ সংযোগস্থলত উল্লেখযোগ্য বিদ্যুৎ ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়া ৰোধ কৰিব পৰা যায়, যাৰ ফলত বেটাৰীৰ স্বয়ং-ডিচাৰ্জ হ্ৰাস পায়; ২ ইয়াৰ বৈদ্যুতিক পৰিবাহীতা অধিক হ’ব লাগে। ইলেক্ট্ৰ'লাইটৰ গঠন বিভিন্ন ধৰণৰ বেটাৰীৰ মাজত ভিন্ন হয় আৰু সাধাৰণতে, উৎকৃষ্ট পৰিবাহীতা থকা এচিড, ক্ষাৰক বা লৱণৰ জলীয় দ্ৰৱক ইলেক্ট্ৰ'লাইট হিচাপে বাছি লোৱা হয়। কিন্তু কিছুমান নতুন শক্তি প্ৰযুক্তিয়ে জৈৱিক দ্রাৱক ইলেক্ট্ৰ’লাইট, গলিত নিমখ ইলেক্ট্ৰ’লাইট বা কঠিন ইলেক্ট্ৰ’লাইট আদি নতুন পদাৰ্থ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰে।

বিচ্ছিন্নতা

এটা বিভাজক, যাক মেমব্ৰেন বা বিভাজন বুলিও কোৱা হয়, বেটাৰীৰ ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ডৰ মাজত স্থাপন কৰা হয়। ইয়াৰ মূল কাম হ’ল ইলেক্ট্ৰ’ডৰ মাজত প্ৰত্যক্ষ সংস্পৰ্শ ৰোধ কৰা, যাৰ ফলত শ্বৰ্ট চাৰ্কিটৰ সৃষ্টি হ’ব পাৰে। বিভাজকসমূহৰ বাবে মূল পৰিৱেশনৰ প্ৰয়োজনীয়তাসমূহ হ'ল: 1 আভ্যন্তৰীণ শ্বৰ্ট চাৰ্কিট প্ৰতিৰোধ কৰিবলৈ এটা ভাল ইলেক্ট্ৰনিক ইনচুলেটৰ হোৱা; 2 ইলেক্ট্ৰ'লাইটত আয়ন প্ৰব্ৰজনৰ প্ৰতি কম প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা থকা, যাৰ ফলত সমগ্ৰ ডিভাইচটোৰ আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা হ্ৰাস পায় আৰু উচ্চ-বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ নিৰ্গমন অৱস্থাত শক্তিৰ ক্ষতি যথেষ্ট হ্ৰাস পায়; ৩ ভাল ৰাসায়নিক স্থিৰতা থকা, ইলেক্ট্ৰ'লাইটৰ জাৰণ আৰু ইলেক্ট্ৰ'ড সক্ৰিয় পদাৰ্থৰ ৰেডক্স বিক্ৰিয়া সহ্য কৰা; 4 ডেণ্ড্ৰাইটৰ বৃদ্ধি ফলপ্ৰসূভাৱে বাধা দিবলৈ আৰু ক্ষুদ্ৰ সক্ৰিয় কণাক পৰ্দাত প্ৰৱেশ কৰাত বাধা দিবলৈ পৰ্যাপ্ত যান্ত্ৰিক শক্তি আৰু বেণ্ডিং প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা থকা;5 অৰ্থনৈতিক কাৰকসমূহ বিবেচনা কৰিলে ই সহজে উপলব্ধ আৰু কম খৰচী হ'ব লাগে।

সাধাৰণ বিভাজক সামগ্ৰীসমূহৰ ভিতৰত কপাহী কাগজ, পাল্প কাগজ, মাইক্ৰ’প’ৰাছ প্লাষ্টিক, মাইক্ৰ’প’ৰাছ ৰবৰ, হাইড্ৰেটেড চেলুল’জ, নাইলন কাপোৰ, আৰু কাঁচৰ আঁহ আদি।

বেটাৰীৰ আৱৰণ

বেটাৰীৰ আৱৰণ, যাক বেটাৰী পাত্ৰ বুলিও কোৱা হয়, বৰ্তমানৰ শক্তি সংৰক্ষণ বেটাৰীত একমাত্ৰ ধৰণৰ বেটাৰী য’ত জিংক ইলেক্ট্ৰ’ডেও আৱৰণ হিচাপে কাম কৰে। ইয়াৰ বিপৰীতে আন বেটাৰী প্ৰকাৰে সক্ৰিয় পদাৰ্থটোৰ পৰিৱৰ্তে বাহ্যিক এনকেপচুলেচনৰ বাবে নিৰ্দিষ্ট সামগ্ৰী ব্যৱহাৰ কৰাৰ প্ৰৱণতা থাকে। এটা আদৰ্শ বেটাৰীৰ আৱৰণে উৎকৃষ্ট যান্ত্ৰিক ধৰ্মৰ অধিকাৰী হ'ব লাগে, কম্পন আৰু জোকাৰণি সহ্য কৰিব লাগে, চৰম উষ্ণতাৰ পৰিস্থিতিত সুস্থিৰ হৈ থাকিব লাগে আৰু ইলেক্ট্ৰ'লাইটৰ পৰা জাৰণ প্ৰতিৰোধ কৰিব লাগে। কাৰ্যক্ষেত্ৰত ধাতু, প্লাষ্টিক, কঠিন ৰবৰৰ দৰে সামগ্ৰী নিজ নিজ সুবিধাৰ বাবে বেটাৰীৰ আৱৰণ হিচাপে বহুলভাৱে ব্যৱহাৰ কৰা হয়।