ऊर्जा भण्डारण ब्याट्रीहरूको सिंहावलोकन

आधुनिक समाज बिजुली संग नजिकको जोडिएको छ। प्राप्त गर्नविद्युत ऊर्जा, मानिसले जीवाश्म ईन्धन, जलविद्युत, पवन उर्जा, सौर्य ऊर्जा, रासायनिक उर्जा र आणविक उर्जा सहित विभिन्न उर्जा रूपहरु को उपयोग गर्दछ, यो ऊर्जा को उपयोग को लागी विद्युत उर्जा मा रूपान्तरण गर्दछ। यी मध्ये, रासायनिक प्रतिक्रियाहरूद्वारा उत्पादित ऊर्जालाई प्रत्यक्ष रूपमा विद्युतीय ऊर्जामा रूपान्तरण गर्न सक्ने उपकरणहरूलाई रासायनिक शक्ति स्रोतहरू भनिन्छ (सामान्यतया ब्याट्रीहरू भनिन्छ)।

रासायनिक ऊर्जा स्रोतहरूको विकास 18 औं शताब्दीमा पत्ता लगाउन सकिन्छ। 1786 मा, इटालियन जीवविज्ञानी गरवानीले पहिलो पटक भ्यागुताको विच्छेदन प्रयोगको क्रममा भ्यागुताको खुट्टाको मांसपेशीको संकुचन देखे र यसलाई बायोइलेक्ट्रिकिटी नाम दिए। त्यसपछि, 1800 मा, अर्का इटालियन वैज्ञानिक, भोल्टा, गारवानीको अनुसन्धानको आधारमा, एक नयाँ सिद्धान्त प्रस्तावित गरे: उनको विश्वास थियो कि भ्यागुताको खुट्टाको घुँडाहरू विभिन्न धातुहरूको सम्पर्कबाट उत्पन्न हुने विद्युतको कारणले भएको हो। यस परिकल्पनाको आधारमा, भोल्टाले जस्ता र तामाका पानाहरू वैकल्पिक रूपमा स्ट्याक गरे र तिनीहरूलाई नुन पानीमा भिजाइएको छालाले छुट्याए, यसरी चित्र 1-३ मा देखाइए अनुसार विश्वको पहिलो वास्तविक रासायनिक शक्ति स्रोत, प्रसिद्ध भोल्टेइक पाइल सिर्जना भयो। 1836 मा, ब्रिटिश आविष्कारक डेनियलले भोल्टाको डिजाइनमा सुधार गरे र अधिक व्यावहारिक डेनियल ब्याट्रीको विकास गरे। त्यसबेलादेखि, ब्याट्री प्रविधिले द्रुत विकासको अवधिमा प्रवेश गरेको छ, नयाँ ब्याट्रीहरू जस्तै लीड-एसिड ब्याट्री, जिंक-म्यांगनीज ब्याट्रीहरू, र क्याडमियम-निकल ब्याट्रीहरू एकपछि अर्को उदाइरहेका छन्। २० औं शताब्दीको सुरुदेखि, प्रविधिमा भएको प्रगतिसँगै, जस्ता-चाँदीका ब्याट्रीहरू, फलामका-निकेल ब्याट्रीहरू, निकल-मेटल हाइड्राइड ब्याट्रीहरू, लिथियम धातुका ब्याट्रीहरू, लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू, र f सहित विभिन्न उन्नत ब्याट्री उत्पादनहरू विकसित भएका छन्। यी आविष्कारहरू अब आधुनिक समाजको विभिन्न क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

हाल, बजारमा धेरै प्रकारका ब्याट्रीहरू छन्, र तिनीहरूको वर्गीकरण विधिहरू फरक छन्। प्रयोग गरिएको इलेक्ट्रोलाइटको प्रकारको आधारमा, तिनीहरूलाई धेरै कोटिहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ: इलेक्ट्रोलाइटको रूपमा अम्लीय जलीय समाधानहरू प्रयोग गर्नेहरूलाई एसिडिक ब्याट्रीहरू भनिन्छ; क्षारीय जलीय घोलहरू प्रयोग गर्नेहरूलाई क्षारीय ब्याट्री भनिन्छ; तटस्थ जलीय समाधान प्रयोग गर्नेहरूलाई तटस्थ ब्याट्री भनिन्छ; र अर्गानिक इलेक्ट्रोलाइट समाधान प्रयोग गर्ने ब्याट्रीहरूलाई अर्गानिक इलेक्ट्रोलाइट समाधान ब्याट्री भनिन्छ। थप रूपमा, ठोस इलेक्ट्रोलाइटहरूमा आधारित डिजाइन गरिएको ठोस-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट ब्याट्रीहरू छन्; र पग्लिएको नुनलाई इलेक्ट्रोलाइटको रूपमा प्रयोग गर्ने ब्याट्रीहरूलाई पग्लिएको नुन इलेक्ट्रोलाइट ब्याट्री भनिन्छ।

सामान्यतया, ब्याट्रीहरूलाई तिनीहरूको अपरेटिङ विशेषताहरू र ऊर्जा भण्डारण संयन्त्रहरूको आधारमा वर्गीकृत गरिन्छ, सामान्यतया चार मुख्य कोटीहरूमा पर्छन्:

प्राथमिक ब्याट्रीहरू

(१) प्राथमिक ब्याट्रीहरू, जसलाई ग्याल्भेनिक सेलहरू पनि भनिन्छ, ब्याट्रीको एक प्रकारलाई बुझाउँछ जुन रिचार्ज गरेर डिस्चार्ज पछि यसको प्रारम्भिक अवस्थामा पुनर्स्थापित गर्न सकिँदैन। यसको मतलब यस्तो ब्याट्री एक पटक मात्र प्रयोग गर्न सकिन्छ। प्राथमिक ब्याट्रीहरू रिचार्ज गर्न नमिल्ने कारण हो कि तिनीहरूको आन्तरिक रासायनिक प्रतिक्रियाहरू स्वाभाविक रूपमा अपरिवर्तनीय छन्, वा सैद्धान्तिक रूपमा उल्टाउन सकिने भए पनि, व्यावहारिक अवस्थाहरूमा उल्टाउन मिल्ने प्रतिक्रिया प्राप्त गर्न अत्यन्तै गाह्रो छ। जिंक-मैंगनीज ब्याट्रीहरू र लिथियम म्यांगनीज डाइअक्साइड ब्याट्रीहरू प्राथमिक ब्याट्रीका दुई सामान्य उदाहरण हुन्।

माध्यमिक ब्याट्रीहरू

(२) सेकेन्डरी ब्याट्रीहरू, जसलाई भण्डारण ब्याट्रीहरू पनि भनिन्छ, ब्याट्रीहरू हुन् जसले तिनीहरूको आन्तरिक सक्रिय सामग्रीहरूलाई डिस्चार्ज पछि रिचार्ज गरेर तिनीहरूको पूर्व -डिस्चार्ज अवस्थामा पुनर्स्थापना गर्न सक्छ, यसरी चक्रीय प्रयोगलाई सक्षम पार्छ। यी ब्याट्रीहरू दैनिक जीवन र औद्योगिक उत्पादनमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। प्रतिनिधि माध्यमिक ब्याट्रीहरूमा सीसा-एसिड ब्याट्री, निकल-मेटल हाइड्राइड ब्याट्री, र लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू समावेश छन्।

भण्डारण ब्याट्रीहरू

(३) भण्डारण ब्याट्रीहरू, जसलाई सक्रिय ब्याट्रीहरू पनि भनिन्छ, इलेक्ट्रोलाइट र इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्रीहरू भण्डारणको समयमा छुट्याइएको, वा इलेक्ट्रोलाइट निष्क्रिय अवस्थामा रहेको विशेषता हो। इलेक्ट्रोलाइट वा अन्य माध्यमहरू इन्जेक्सन गरेर सक्रिय भएपछि तिनीहरू आवश्यक पर्दा मात्र सञ्चालन गर्न थाल्छन्। किनभने सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्रीहरू भण्डारणको समयमा सहज रूपमा डिस्चार्ज हुँदैनन्, यी ब्याट्रीहरू दीर्घकालीन संरक्षणका लागि उपयुक्त हुन्छन्। जस्ता-चाँदीका ब्याट्रीहरू र म्याग्नेसियम-कपर क्लोराइड ब्याट्रीहरू दुई सामान्य प्रकारका भण्डारण ब्याट्रीहरू हुन्।

इन्धन कक्षहरू

(4) इन्धन कक्षहरू, जसलाई निरन्तर ब्याट्रीहरू पनि भनिन्छ, निष्क्रिय इलेक्ट्रोड सामग्रीहरू छन् जुन इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाहरूको लागि प्लेटफर्मको रूपमा सेवा गर्दछ। सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोडका लागि आवश्यक सक्रिय सामग्रीहरू बाह्य रूपमा भण्डारण गरिन्छ र सञ्चालनको क्रममा ब्याट्रीमा निरन्तर आपूर्ति गरिन्छ, यसरी निरन्तर शक्ति प्रदान गर्दछ। इन्धन कक्षहरू मुख्यतया प्रोटोन विनिमय झिल्ली ईन्धन कोशिकाहरू र क्षारीय ईन्धन कोशिकाहरू समावेश गर्दछ।

अन्य प्रकारको ऊर्जाको तुलनामा, रासायनिक ऊर्जा स्रोतहरू तिनीहरूको उच्च ऊर्जा रूपान्तरण दक्षता, सञ्चालनको सहजता, उच्च सुरक्षा, लघुकरणको सहजता, र वातावरणीय मित्रताका लागि प्रख्यात छन्। यी विशेषताहरूले ब्याट्रीहरूलाई दैनिक जीवन र औद्योगिक उत्पादनमा अपरिहार्य बनाउँछ। ऊर्जा भण्डारण ब्याट्रीहरूको विकास समग्र सामाजिक प्रगति र प्राविधिक नवाचारबाट अविभाज्य छ; एकै साथ, ब्याट्री प्रविधिको विकासले उत्पादन र वैज्ञानिक क्षेत्रहरूमा थप अन्वेषण र विकासलाई बढावा दिन्छ।

तसर्थ, ऊर्जा भण्डारण ब्याट्रीको क्षेत्रमा अझै लामो समयको लागि व्यापक विकास सम्भावनाहरू छन्।