তথ্যপ্রযুক্তির দ্রুত অগ্রগতির এই সময়ে ইলেকট্রনিক ও ব্যাটারিচালিত যন্ত্র আমাদের দৈনন্দিন জীবনের অবিচ্ছেদ্য অংশ হয়ে উঠেছে। তবে সময়ের সঙ্গে সঙ্গে এসব যন্ত্রের ব্যাটারি কার্যক্ষমতা হারিয়ে ফেলে, যা ব্যবহারকারীদের জন্য বড় সমস্যার কারণ হয়ে দাঁড়ায়। পুনঃব্যবহারের সীমাবদ্ধতা ও ব্যাটারির উচ্চমূল্যের কারণে অনেক ক্ষেত্রে যন্ত্রই অচল হয়ে পড়ে। এই সমস্যার কারণ ও সমাধান খুঁজতে দীর্ঘদিন ধরে গবেষণা চালিয়ে আসছিলেন বিজ্ঞানীরা।
অবশেষে যুক্তরাষ্ট্রের ইউনিভার্সিটি অব টেক্সাস অ্যাট অস্টিন, নর্থইস্টার্ন ইউনিভার্সিটি, স্ট্যানফোর্ড ইউনিভার্সিটি এবং আর্গন ন্যাশনাল ল্যাবরেটরির একদল গবেষক ব্যাটারির কার্যক্ষমতা কমে যাওয়ার মূল কারণ শনাক্ত করেছেন। তাদের মতে, ব্যাটারি চার্জ ও ডিসচার্জের সময় শারীরিকভাবে সংকুচিত ও প্রসারিত হয়, যা অনেকটা মানুষের নিঃশ্বাস নেওয়ার মতো প্রক্রিয়া। এই পরিবর্তনের ফলেই ব্যাটারি ধীরে ধীরে চার্জ ধরে রাখার সক্ষমতা হারায়।
গবেষণায় বলা হয়েছে, চার্জের সময় লিথিয়াম আয়ন ইলেকট্রোডের ভেতরে প্রবেশ করে এবং ডিসচার্জের সময় আবার বেরিয়ে আসে। এই অনবরত আসা-যাওয়ার ফলে ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ কাঠামো ফুলে ওঠে ও সংকুচিত হয়। পুরো আয়ুষ্কালে এই প্রক্রিয়া হাজার হাজার বার ঘটে, যা ব্যাটারির স্থায়ী ক্ষতির কারণ হয়। বিজ্ঞানীরা একে কেমোমেকানিক্যাল ডিগ্রেডেশন হিসেবে উল্লেখ করেছেন।
ব্যাটারির ভেতরে থাকা অণুবীক্ষণিক কণাগুলো চার্জের চাপের প্রতি ভিন্ন ভিন্নভাবে সাড়া দেয়। ফলে কিছু স্থানে অতিরিক্ত চাপ তৈরি হয়, যা ধীরে ধীরে ফাটল ও কাঠামোগত ক্ষতির জন্ম দেয়। এই প্রক্রিয়াকে গবেষকরা স্ট্রেইন ক্যাসকেডস নামে অভিহিত করেছেন।
গবেষণায় উন্নত এক্স-রে ইমেজিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে ব্যাটারির ভেতরের কণাগুলোর নড়াচড়া ও পারস্পরিক আচরণ রিয়াল-টাইমে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে। বিজ্ঞানীদের আশা, এই আবিষ্কার ভবিষ্যতে আরও দীর্ঘস্থায়ী ও নির্ভরযোগ্য ব্যাটারি তৈরির পথ খুলে দেবে।
সিএ/এমআর
