হাইড্রোজেন সংরক্ষণে চীন বানাল নতুন ব্যাটারি

ফয়সল আবদুল্লাহ: পরিচ্ছন্ন জ্বালানিতে হাইড্রোজেনের সম্ভাবনা দিন দিন বাড়ছে। তবে এক্ষেত্রে বড় চ্যালেঞ্জ হাইড্রোজেনকে সহজ ও কার্যকরভাবে সংরক্ষণ করা। এ সমস্যার সম্ভাব্য সমাধান হিসেবে নতুন ধরনের এক ব্যাটারি তৈরি করেছেন চীনা বিজ্ঞানীরা।

চীনা বিজ্ঞান একাডেমির অধীন তালিয়ান রাসায়নিক পদার্থবিজ্ঞান ইন্সস্টিটিউট (ডিআইসিপি)-এর গবেষকরা বিশ্বের প্রথম গ্যাস-সলিড হাইড্রাইড আয়ন ব্যাটারির পরীক্ষামূলক সংস্করণ তৈরি করেছেন। গবেষণার ফলাফল আন্তর্জাতিক বিজ্ঞান সাময়িকী জুল-এ প্রকাশিত হয়েছে।

প্রচলিত ব্যাটারিতে সাধারণত লিথিয়াম বা অনুরূপ উপাদান ব্যবহার করা হয়। নতুন ব্যাটারিতে ব্যবহৃত হয়েছে হাইড্রাইড আয়ন, যা মূলত অতিরিক্ত ইলেকট্রনযুক্ত হাইড্রোজেন আয়ন। এগুলো অত্যন্ত শক্তিশালী হলেও স্বাভাবিক পরিবেশে বেশ অস্থিতিশীল হওয়ায় দীর্ঘদিন ধরে এগুলোকে ব্যাটারিতে ব্যবহার করা কঠিন ছিল।

গবেষক দলটি ২০১৮ সাল থেকে এই চ্যালেঞ্জ নিয়ে কাজ করছেন। ২০২৩ সালে তারা এমন একটি নতুন উপাদান তৈরি করেন, যা কম তাপমাত্রাতেও হাইড্রাইড আয়নের স্থিতিশীল চলাচল নিশ্চিত করতে পেরেছে। এর দুই বছর পর তারা প্রথম সম্পূর্ণ সলিড-স্টেট হাইড্রাইড আয়ন ব্যাটারি তৈরিতে সক্ষম হন।

নতুন ব্যাটারিতে দুটি ইলেক্ট্রোড হিসেবে ব্যবহার করা হয়েছে ম্যাগনেসিয়াম ও হাইড্রোজেন গ্যাস। ব্যাটারি বিদ্যুৎ সরবরাহ করার সময় হাইড্রোজেন গ্যাস হাইড্রাইড আয়নে রূপান্তরিত হয় এবং ধাতুটি মেটাল হাইড্রাইডে পরিণত হয়। আবার চার্জ দেওয়ার সময় প্রক্রিয়াটি উল্টোভাবে ঘটে এবং হাইড্রোজেন পুনরায় মুক্ত হয়। ফলে একই সঙ্গে ব্যাটারিতে বিদ্যুৎ ও হাইড্রোজেন দুটোই সংরক্ষণ করা সম্ভব হয়েছে।

গবেষণায় দেখা গেছে, ব্যাটারিটি মাইনাস ২০ থেকে ৯০ ডিগ্রি সেলসিয়াসেও কাজ করতে পারে। এর প্রাথমিক ডিসচার্জ ক্ষমতা প্রতি গ্রামে ১,৫২৬ মিলি-অ্যাম্পিয়ার-ঘণ্টা। ৬০ বার চার্জ–ডিসচার্জ চক্রের পর এটি ৭০ শতাংশের বেশি ক্ষমতা ধরে রাখতে সক্ষম হয়েছে।

গবেষকরা পরীক্ষামূলকভাবে ১০টি ছোট ব্যাটারি একত্র করে একটি বড় প্যাক তৈরি করেন, যা ২ দশমিক ৪ ভোল্টের বেশি বিদ্যুৎ উৎপাদন করে একটি এলইডি বাতি জ্বালাতে সক্ষম হয়।

ডিআইসিপির গবেষক চেন পিং জানান, নতুন ব্যাটারিটির শক্তি-দক্ষতা প্রায় ৯৩ দশমিক ৯ শতাংশ, যা প্রচলিত তাপভিত্তিক হাইড্রোজেন সংরক্ষণ পদ্ধতির তুলনায় এক-তৃতীয়াংশ বেশি।

প্রচলিত হাইড্রোজেন সংরক্ষণ প্রযুক্তিতে উচ্চ চাপ বা খুব নিম্ন তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়। কিন্তু নতুন এই ব্যাটারি স্বাভাবিক তাপমাত্রা ও চাপেই কাজ করতে পারে। এতে চার্জ বা ডিসচার্জের সময় হাইড্রোজেন সলিড মেটাল হাইড্রাইড আকারে সংরক্ষিত থাকে, ফলে ব্যয়বহুল উচ্চচাপ ট্যাংক বা ক্রায়োজেনিক কুলিংয়ের প্রয়োজন হয় না।

সিএমজি