Paper battery
একটি কাগজের ব্যাটারি মূলত সেলুলোজ (কাগজের প্রধান উপাদান) দ্বারা গঠিত একটি স্পেসার ব্যবহার করার জন্য ইঞ্জিনিয়ার করা হয়। এটি পরিবাহিতা উন্নত করতে উচ্চ পৃষ্ঠ-এলাকার বিদ্যুদ্বাহক হিসাবে কাজ করার জন্য ন্যানোস্কোপিক স্কেল কাঠামোকে অন্তর্ভুক্ত করে। অস্বাভাবিকভাবে পাতলা হওয়ার পাশাপাশি, কাগজের ব্যাটারিগুলি নমনীয় এবং পরিবেশ-বান্ধব, যা পণ্যগুলির বিস্তৃত পরিসরে একীকরণের অনুমতি দেয়। এগুলির কার্যকারিতা প্রচলিত রাসায়নিক ব্যাটারির মতো গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য হল যে এগুলি অ-ক্ষয়কারী এবং এগুলির জন্য ব্যাপক আবাসন প্রয়োজন হয় না। উপকারিতা এই ব্যাটারিগুলির গঠনই এগুলিকে প্রচলিত ব্যাটারি থেকে আলাদা করে। কাগজ প্রচুর এবং স্বনির্ভর, যা কাগজকে সস্তা করে তোলে। কাগজ নিষ্পত্তি করাও সস্তা কারণ কাগজ দাহ্য হওয়ার পাশাপাশি জৈব অবক্ষয়যোগ্য। কাগজ ব্যবহার ব্যাটারিটিকে প্রচুর নমনীয়তা দেয়। ব্যাটারিটি একটি নির্দিষ্ট আবরণের পরিবর্তে বস্তুর চারপাশে বাঁকানো বা মোড়ানো যেতে পারে। এছাড়াও, একটি পাতলা, সমতল শীট হওয়ায়, কাগজের ব্যাটারি সহজেই আঁটসাঁট জায়গায় ফিট করতে পারে, যা তার দ্বারা চালিত যন্ত্রের আকার এবং ওজন হ্রাস করে। কাগজের ব্যবহার ইলেকট্রন প্রবাহ বৃদ্ধি করে যা উচ্চ কার্যকারিতা প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত। কাগজ ক্যাপিলারি অ্যাকশনের অনুমতি দেয় যাতে ব্যাটারিতে তরল, যেমন ইলেক্ট্রোলাইট, একটি বাহ্যিক পাম্প ব্যবহার না করেই সরানো যায়। ব্যাটারিতে কাগজ ব্যবহার করলে পৃষ্ঠের আয়তন বৃদ্ধি পায় যা বিকারকগুলিকে সংহত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। কাগজের ব্যাটারিতে ব্যবহৃত কাগজটি তার কার্যকারিতা বৈশিষ্ট্য উন্নত করতে পরিপূরক করা যেতে পারে। ফটোলিথোগ্রাফি, মোম প্রিন্টিং এবং লেজার মাইক্রোমেচিনিং-এর মতো প্যাটার্নিং কৌশলগুলি ব্যাটারিতে ব্যবহৃত তরলগুলির কৈশিক ক্রিয়া নির্দেশ করার জন্য একটি পথ তৈরি করতে কাগজের উপর হাইড্রোফোবিক এবং হাইড্রোফিলিক বিভাগ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। অনুরূপ কৌশলগুলি কাগজের বৈদ্যুতিক যন্ত্র তৈরি করতে কাগজে বৈদ্যুতিক পথ তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং কাগজের শক্তি সঞ্চয়কে সংহত করতে পারে। অন্যান্য সুবিধার মধ্যে রয়েছেঃ ব্যাটারি এবং ক্যাপাসিটর উভয় হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এটি নমনীয়। এটি একটি অতি পাতলা শক্তি সঞ্চয় যন্ত্র। দীর্ঘস্থায়ী। বিষাক্ত নয়। স্থির বিদ্যুৎ উৎপাদন। বায়োডিগ্রেডেবল কোনও ফুটো এবং অতিরিক্ত গরম হওয়ার অসুবিধা নেই যদিও কাগজের ব্যাটারির সুবিধাগুলি বেশ চিত্তাকর্ষক, কার্বন ন্যানোটিউব এবং প্যাটার্নের মতো অনেকগুলি উপাদান যা এগুলিকে দুর্দান্ত করে তোলে তা জটিল এবং ব্যয়বহুল। 1টি। ছিঁড়ে যাওয়ার প্রবণতা। 2. তড়িৎ বিশ্লেষণ এবং লেজার অবলেশনের মতো পদ্ধতি ব্যবহারের কারণে কার্বন থেকে তৈরি ন্যানোটিউবগুলি ব্যয়বহুল। 3. শ্বাস নেওয়া উচিত নয়, কারণ এগুলি ফুসফুসের ক্ষতি করতে পারে। ইলেক্ট্রোলাইট এই সেলুলোজ ভিত্তিক স্পেসার অনেক সম্ভাব্য ইলেক্ট্রোলাইটের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। গবেষকরা আয়নিক তরল, মূলত একটি তরল লবণ, ব্যাটারির তড়িৎবিশ্লেষ্য হিসাবে ব্যবহার করেছিলেন, পাশাপাশি প্রাকৃতিকভাবে ঘটে যাওয়া তড়িৎবিশ্লেষ্য যেমন মানুষের ঘাম, রক্ত এবং প্রস্রাব ব্যবহার করেছিলেন। কোনও জলবিহীন আয়নিক তরল ব্যবহারের অর্থ হল ব্যাটারিগুলি হিমায়িত বা বাষ্পীভূত হবে না, যা সম্ভাব্যভাবে চরম তাপমাত্রায় কাজ করার অনুমতি দেয়। অপারেটিং শর্তাবলী (যেমন। এই ধরনের ব্যাটারির তাপমাত্রা, আর্দ্রতা, স্থির চাপ) ইলেক্ট্রোলাইটের ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের পাশাপাশি সেলুলোজ জালের স্থায়িত্বের উপর নির্ভর করে; উভয়ই সম্ভাব্য সীমাবদ্ধ কারণ। সম্ভাব্য প্রয়োগ ব্যাটারির কাগজের মতো গুণমান এবং এর মধ্যে এম্বেড করা ন্যানোটিউবগুলির কাঠামো তাদের হালকা ওজন এবং কম খরচ দেয়, যা বহনযোগ্য ইলেকট্রনিক্স, বিমান, অটোমোবাইল এবং খেলনা (যেমন মডেল বিমান)-এর সম্ভাবনা প্রদান করে। ব্যাটারিগুলি ন্যানোটিউব ব্যবহার করে, অত্যধিক খরচের কারণে বাণিজ্যিক গ্রহণকে ধীর করে দেয়। বাণিজ্যিকভাবে গ্রহণ করার জন্য আরও বড় যন্ত্রের প্রয়োজন হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি সংবাদপত্রের আকারের যন্ত্র একটি গাড়িকে শক্তি দেওয়ার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী হতে পারে। বৈদ্যুতিক রাসায়নিক ব্যাটারি, জৈব জ্বালানি কোষ, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি, সুপারক্যাপাসিটার এবং ন্যানোজেনারেটরের মতো বিভিন্ন ধরনের ব্যাটারিতে কাগজকে একত্রিত করা যেতে পারে। বৈদ্যুতিন রাসায়নিক ব্যাটারি বৈদ্যুতিন রাসায়নিক ব্যাটারিগুলি কাগজের ব্যবহারকে সংহত করার জন্য সংশোধন করা যেতে পারে। একটি তড়িৎরাসাযনিক ব্যাটারি সাধারণত দুটি ধাতু ব্যবহার করে, যা দুটি চেম্বারে বিভক্ত এবং একটি সেতু বা একটি ঝিল্লি দ্বারা সংযুক্ত থাকে যা দুটি ধাতুর মধ্যে ইলেকট্রন বিনিময়ের অনুমতি দেয়, যার ফলে শক্তি উৎপন্ন হয়। কাগজে বিদ্যুদ্বাহক জমা করে এবং ব্যাটারি সক্রিয় করতে ব্যবহৃত তরল ধারণ করার জন্য কাগজ ব্যবহার করে কাগজকে তড়িৎরাসাযনিক ব্যাটারিতে সংহত করা যেতে পারে। প্যাটার্ন করা কাগজ বৈদ্যুতিক রাসায়নিক ব্যাটারিতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। ব্যাটারিটিকে কাগজের ইলেকট্রনিক্সের সাথে আরও সামঞ্জস্যপূর্ণ করার জন্য এটি করা হয়। এই ব্যাটারিগুলি কম ভোল্টেজ উৎপাদন করে এবং স্বল্প সময়ের জন্য কাজ করে, তবে তাদের আউটপুট এবং ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য তাদের সিরিজে সংযুক্ত করা যেতে পারে। এই ধরনের কাগজের ব্যাটারিগুলি শারীরিক তরল দিয়ে সক্রিয় করা যেতে পারে যা তাদের স্বাস্থ্যসেবা ক্ষেত্রে যেমন একক-ব্যবহারের চিকিৎসা সরঞ্জাম বা নির্দিষ্ট রোগের পরীক্ষার ক্ষেত্রে খুব কার্যকর করে তোলে। স্বাস্থ্যসেবা শিল্পের জন্য এই ধরনের একটি ব্যাটারি তৈরি করা হয়েছে যার আয়ু দীর্ঘ থেকে পাওয়ার পয়েন্ট পর্যন্ত। এই যন্ত্রটিতে ম্যাগনেসিয়াম ফয়েল অ্যানোড ব্যবহার করে তৈরি একটি কাগজের ব্যাটারি ব্যবহার করা হয়েছে এবং কিডনি ক্যান্সার, লিভার ক্যান্সার এবং অস্টিওব্লাস্টিক হাড়ের ক্যান্সারের মতো রোগীদের রোগ সনাক্ত করতে একটি সিলভার ক্যাথোড ব্যবহার করা হয়েছে। কাগজটি মোমের মুদ্রণ ব্যবহার করে প্যাটার্ন করা হয়েছিল এবং সহজেই নিষ্পত্তি করা যায়। উপরন্তু, এই ব্যাটারিটি কম খরচে তৈরি করা হয়েছিল এবং এর অন্যান্য ব্যবহারিক প্রয়োগ রয়েছে। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি কাগজ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে নিয়মিত, বাণিজ্যিক কাগজ বা একক-প্রাচীরযুক্ত কার্বন ন্যানোটিউব দিয়ে বর্ধিত কাগজ হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। বর্ধিত কাগজটি বিদ্যুদ্বাহক এবং বিভাজক হিসাবে ব্যবহৃত হয় যার ফলে একটি শক্তিশালী, নমনীয় ব্যাটারি তৈরি হয় যার দুর্দান্ত কর্মক্ষমতা ক্ষমতা রয়েছে যেমন ভাল সাইক্লিং, দুর্দান্ত দক্ষতা এবং ভাল বিপরীতমুখীতা। প্লাস্টিক ব্যবহারের চেয়ে কাগজকে বিভাজক হিসেবে ব্যবহার করা বেশি কার্যকর। তবে, ব্যবহৃত উপকরণের উপর নির্ভর করে কাগজকে উন্নত করার প্রক্রিয়াটি জটিল এবং ব্যয়বহুল হতে পারে। একটি কার্বন ন্যানোটিউব এবং সিলভার ন্যানোওয়্যার ফিল্ম একটি সহজ এবং কম ব্যয়বহুল বিভাজক এবং ব্যাটারি সমর্থন তৈরি করতে নিয়মিত কাগজ আবরণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। পরিবাহী কাগজ ঐতিহ্যগতভাবে ব্যবহৃত ধাতব রাসায়নিক প্রতিস্থাপনের জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে। ফলস্বরূপ ব্যাটারি ভাল কাজ করে, উৎপাদন প্রক্রিয়া সহজতর করে এবং খরচ কমায়। লিথিয়াম-আয়ন কাগজের ব্যাটারিগুলি নমনীয়, টেকসই, রিচার্জেবল এবং বৈদ্যুতিন রাসায়নিক ব্যাটারির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি শক্তি উৎপাদন করে। এই সুবিধাগুলি সত্ত্বেও, এখনও কিছু ত্রুটি রয়েছে। লি-আয়ন ব্যাটারির সঙ্গে কাগজকে একীভূত করার জন্য, ব্যাটারির পছন্দ মতো কাজ করার জন্য জটিল স্তর এবং নিরোধক কৌশল প্রয়োজন। এই জটিল কৌশলগুলি ব্যবহার করার একটি কারণ হল ব্যবহৃত কাগজকে শক্তিশালী করা যাতে এটি সহজেই ছিঁড়ে না যায়। এটি ব্যাটারির সামগ্রিক শক্তি এবং নমনীয়তায় অবদান রাখে। এই কৌশলগুলির জন্য সময়, প্রশিক্ষণ এবং ব্যয়বহুল উপকরণ প্রয়োজন। উপরন্তু, প্রয়োজনীয় পৃথক উপকরণগুলি পরিবেশ বান্ধব নয় এবং নির্দিষ্ট নিষ্পত্তি পদ্ধতির প্রয়োজন হয়। কাগজের লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি একটি বর্ধিত সময়ের জন্য যথেষ্ট পরিমাণে শক্তির প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত হবে। লিথিয়াম-আয়ন কাগজের ব্যাটারিগুলি কার্বন ন্যানোটিউব এবং একটি সেলুলোজ ভিত্তিক ঝিল্লি দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে এবং ভাল ফলাফল তৈরি করতে পারে, তবে উচ্চ দামে। অন্যান্য গবেষকরা পাইরোলাইজড ফিল্টার পেপার থেকে তৈরি কার্বন পেপার ব্যবহার করে সফল হয়েছেন। কাগজটি বিদ্যুদ্বাহক এবং ক্যাথোডের মধ্যে ঢোকানো হয়। লি-এস ব্যাটারিতে আন্তঃস্তর হিসাবে কার্বন কাগজের ব্যবহার ব্যাটারির দক্ষতা এবং ক্ষমতা উন্নত করে। কার্বন কাগজ ক্যাথোড এবং বিদ্যুদ্বাহকের মধ্যে যোগাযোগ এলাকা বৃদ্ধি করে যা ইলেকট্রনের বৃহত্তর প্রবাহের অনুমতি দেয়। কাগজের ছিদ্রগুলি অ্যানোড এবং ক্যাথোডকে একে অপরের সংস্পর্শে আসতে বাধা দেওয়ার সময় ইলেকট্রনগুলিকে সহজেই ভ্রমণ করতে দেয়। এটি বৃহত্তর আউটপুট, ব্যাটারি ক্ষমতা এবং চক্রের স্থিতিশীলতায় রূপান্তরিত হয়; এগুলি প্রচলিত লি-এস ব্যাটারির উন্নতি। কার্বন কাগজটি পাইরোলাইজড ফিল্টার কাগজ থেকে তৈরি করা হয় যা তৈরি করা সস্তা এবং ব্যাটারি হিসাবে ব্যবহৃত বহু-প্রাচীরযুক্ত কার্বন ন্যানোটিউব কাগজের মতো কাজ করে। জৈব জ্বালানি কোষগুলি তড়িৎরাসাযনিক ব্যাটারির মতো একইভাবে কাজ করে, তবে তারা ধাতুর পরিবর্তে চিনি, ইথানল, পাইরুভেট এবং ল্যাকটেটের মতো উপাদানগুলি ব্যবহার করে বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদনের জন্য রেডক্স প্রতিক্রিয়া সহজতর করে। জৈব জ্বালানি কোষের ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক উপাদানগুলি ধারণ এবং পৃথক করতে বর্ধিত কাগজ ব্যবহার করা হয়। এই কাগজের জৈব জ্বালানি কোষ প্রচলিত জৈব জ্বালানি কোষের তুলনায় অনেক দ্রুত শুরু হয়েছিল কারণ ছিদ্রযুক্ত কাগজ ইতিবাচক জৈব জ্বালানি শোষণ করতে এবং ইতিবাচক জৈব জ্বালানির সাথে ব্যাকটেরিয়ার সংযুক্তিকে উন্নীত করতে সক্ষম হয়েছিল। এই ব্যাটারিটি বিস্তৃত তরল দ্বারা সক্রিয় হওয়ার পরে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে শক্তি উৎপাদন করতে সক্ষম এবং তারপরে নিষ্পত্তি করা হয়। কিছু উন্নয়ন অবশ্যই ঘটতে হবে, কারণ কিছু উপাদান বিষাক্ত এবং ব্যয়বহুল। প্রাকৃতিকভাবে ঘটে যাওয়া তড়িৎবিশ্লেষ্যগুলি জীবদেহের মধ্যে বা ভিতরে ব্যবহারের জন্য জৈব-সামঞ্জস্যপূর্ণ ব্যাটারিগুলিকে অনুমতি দিতে পারে। একজন গবেষক কাগজের ব্যাটারিগুলিকে "কোনও কঠোর রাসায়নিক-যেমন সাধারণত ব্যাটারিতে পাওয়া যায়-শরীরে প্রবর্তন না করে পেসমেকারের মতো একটি ছোট যন্ত্রকে শক্তি দেওয়ার একটি উপায়" হিসাবে বর্ণনা করেছেন। রক্তে ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করার ক্ষমতা এগুলিকে পেসমেকার, মেডিকেল ডায়াগনস্টিক সরঞ্জাম এবং ড্রাগ ডেলিভারি ট্রান্সডার্মাল প্যাচগুলির মতো চিকিৎসা সরঞ্জামগুলির জন্য সম্ভাব্যভাবে কার্যকর করে তোলে। জার্মান স্বাস্থ্যসেবা সংস্থা কেএসডাব্লু মাইক্রোটেক রক্ত সরবরাহের তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণের জন্য উপাদানটি ব্যবহার করছে। সুপারক্যাপাসিটার পেপার ব্যাটারি প্রযুক্তি সুপারক্যাপাসিটারগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। সুপারক্যাপাসিটারগুলি বৈদ্যুতিন রাসায়নিক ব্যাটারির মতো কাজ করে এবং তৈরি করা হয়, তবে সাধারণত আরও বেশি কার্যকারিতা করতে সক্ষম এবং রিচার্জ করতে সক্ষম। কাগজ, বা বর্ধিত কাগজ পাতলা, নমনীয় সুপারক্যাপাসিটার তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যা হালকা ও কম ব্যয়বহুল। কার্বন ন্যানোটিউব দিয়ে উন্নত করা কাগজ সাধারণত নিয়মিত কাগজের চেয়ে বেশি পছন্দ করা হয় কারণ এর শক্তি বৃদ্ধি পেয়েছে এবং দুটি ধাতুর মধ্যে ইলেকট্রন সহজে স্থানান্তরের অনুমতি দেয়। ইলেক্ট্রোলাইট এবং ইলেক্ট্রোড কাগজে এম্বেড করা হয় যা একটি নমনীয় কাগজের সুপারক্যাপাসিটার তৈরি করে যা আজ উত্পাদিত কিছু বাণিজ্যিক সুপারক্যাপাসিটারের সাথে প্রতিদ্বন্দ্বিতা করতে পারে। একটি কাগজের সুপারক্যাপাসিটার উচ্চ শক্তির প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত হবে। ন্যানো জেনারেটর হল আরও সাম্প্রতিক যন্ত্র যা যান্ত্রিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। উপরে আলোচিত একই কারণে ন্যানো জেনারেটরের একটি উপাদান হিসাবে কাগজ কাম্য। উদাহরণস্বরূপ, এই ধরনের যন্ত্রগুলি শরীরের গতিবিধি ধারণ করতে এবং সেই শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করতে সক্ষম, যা এল. ই. ডি আলোকে শক্তি প্রদান করতে পারে। আরও দেখুন ব্যাটারি প্রকারের তালিকা রেফারেন্স মুদ্রণযোগ্য ব্যাটারি রোলস অফ দ্য প্রেস 22 মে, 2006-এ পুনরুদ্ধার করা হয়েছে। ব্যাটারির ধরন