আয়নিস্টর হল ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ডিভাইস যা বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এগুলি একটি বৃহৎ চার্জ-ডিসচার্জ রেট দ্বারা চিহ্নিত করা হয় (কয়েক দশ হাজার বার পর্যন্ত), অন্যান্য ব্যাটারির (রিচার্জেবল ব্যাটারি এবং গ্যালভানিক কোষ), কম ফুটো কারেন্ট, এবং সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণভাবে, আয়নিস্টরদের তুলনায় তাদের একটি খুব দীর্ঘ পরিষেবা জীবন থাকে। একটি বড় ক্ষমতা এবং খুব ছোট মাপ। Ionistors ব্যাপকভাবে ব্যক্তিগত কম্পিউটার, গাড়ী রেডিও, মোবাইল ডিভাইস, এবং তাই ব্যবহৃত হয়. মেমরি সঞ্চয় করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যখন প্রধান ব্যাটারি সরানো হয় বা ডিভাইসটি বন্ধ থাকে। সম্প্রতি, আয়নিস্টরগুলি প্রায়শই সৌর ব্যাটারি ব্যবহার করে স্বায়ত্তশাসিত পাওয়ার সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়েছে।
আয়নিস্টররা খুব দীর্ঘ সময়ের জন্য চার্জ সঞ্চয় করে, আবহাওয়ার অবস্থা নির্বিশেষে, তারা তুষারপাত এবং তাপের বিরুদ্ধে প্রতিরোধী এবং এটি কোনওভাবেই ডিভাইসের ক্রিয়াকলাপকে প্রভাবিত করবে না। কিছু ইলেকট্রনিক সার্কিটে, মেমরি সঞ্চয় করার জন্য, আপনার একটি ভোল্টেজ থাকা দরকার যা আয়নিস্টরের ভোল্টেজের চেয়ে বেশি; এই সমস্যাটি সমাধান করার জন্য, আয়নিস্টরগুলি সিরিজে সংযুক্ত থাকে এবং আয়নিস্টরের ক্যাপাসিট্যান্স বাড়ানোর জন্য, তারা সংযুক্ত থাকে সমান্তরাল পরবর্তী প্রকারের সংযোগটি মূলত আয়নিস্টরের অপারেটিং সময় বাড়ানোর জন্য ব্যবহৃত হয়, সেইসাথে লোডে সরবরাহকৃত কারেন্ট বাড়ানোর জন্য; সমান্তরাল সংযোগে কারেন্টের ভারসাম্য বজায় রাখতে, প্রতিটি আয়নিস্টরের সাথে একটি প্রতিরোধক সংযুক্ত থাকে।
আয়নিস্টরগুলি প্রায়শই ব্যাটারির সাথে ব্যবহার করা হয় এবং তাদের বিপরীতে, শর্ট সার্কিট এবং পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় আকস্মিক পরিবর্তনের ভয় পায় না। ইতিমধ্যেই আজ, বিশেষ আয়নিস্টর তৈরি করা হচ্ছে একটি বৃহৎ ক্ষমতা এবং 1 অ্যাম্পিয়ার পর্যন্ত কারেন্ট। যেমনটি জানা যায়, আজকাল মেমরি সংরক্ষণের জন্য প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত আয়নিস্টরগুলির কারেন্ট 100 মিলিঅ্যাম্পের বেশি নয়, এটি একটি এবং সবচেয়ে বেশি। ionistors এর গুরুত্বপূর্ণ ত্রুটি, কিন্তু এই ক্যান্ট ionistors উপরোক্ত তালিকাভুক্ত সুবিধার দ্বারা ক্ষতিপূরণ করা হয়. ইন্টারনেটে আপনি তথাকথিত সুপারক্যাপাসিটারের উপর ভিত্তি করে অনেক ডিজাইন খুঁজে পেতে পারেন - তারাও আয়নিস্টর। Ionistors বেশ সম্প্রতি হাজির - 20 বছর আগে।
বিজ্ঞানীদের মতে, আমাদের গ্রহের বৈদ্যুতিক ক্ষমতা 700 মাইক্রোফ্যারাড, একটি সাধারণ ক্যাপাসিটরের সাথে তুলনা করুন... আয়নিস্টরগুলি মূলত কাঠকয়লা থেকে তৈরি করা হয়, যা সক্রিয়করণ এবং বিশেষ চিকিত্সার পরে, ছিদ্রযুক্ত হয়ে যায়; দুটি ধাতব প্লেট শক্তভাবে কম্পার্টমেন্টের সাথে চাপা হয়। কয়লা বাড়িতে একটি আয়নিস্টর তৈরি করা খুব সহজ, তবে ছিদ্রযুক্ত কার্বন পাওয়া প্রায় অসম্ভব; আপনাকে বাড়িতে কাঠকয়লা প্রক্রিয়া করতে হবে এবং এটি কিছুটা সমস্যাযুক্ত, তাই একটি আয়নিস্টর কেনা এবং এটিতে আকর্ষণীয় পরীক্ষা করা সহজ। উদাহরণস্বরূপ, একটি আয়নিস্টরের পরামিতি (শক্তি এবং ভোল্টেজ) এলইডি উজ্জ্বলভাবে এবং দীর্ঘ সময়ের জন্য বা কাজ করার জন্য যথেষ্ট।
একটি ionistor হল একটি ক্যাপাসিটর যার প্লেটগুলি ইলেক্ট্রোড এবং ইলেক্ট্রোলাইটের মধ্যে একটি দ্বিগুণ বৈদ্যুতিক স্তর। এই ডিভাইসের আরেকটি নাম সুপারক্যাপাসিটর, আল্ট্রাক্যাপাসিটর, ডাবল-লেয়ার ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ক্যাপাসিটর বা আয়নিক্স। এটি একটি বৃহৎ ক্ষমতা আছে, যা এটি একটি বর্তমান উৎস হিসাবে ব্যবহার করার অনুমতি দেয়.
একটি ionistor এর অপারেশন নীতি একটি প্রচলিত ক্যাপাসিটরের অনুরূপ, কিন্তু এই ডিভাইসগুলি ব্যবহৃত উপকরণে ভিন্ন। ছিদ্রযুক্ত উপাদানগুলি এই জাতীয় উপাদানগুলিতে আস্তরণ হিসাবে ব্যবহৃত হয় - সক্রিয় কার্বন, যা একটি ভাল পরিবাহী বা ফেনাযুক্ত ধাতু। এটি তাদের ক্ষেত্রফলকে বহুগুণে বাড়ানো সম্ভব করে এবং যেহেতু ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স ইলেক্ট্রোডের ক্ষেত্রফলের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক, তাই এটি একই পরিমাণে বৃদ্ধি পায়। উপরন্তু, একটি ইলেক্ট্রোলাইট একটি অস্তরক হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যেমন ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরগুলিতে, যা প্লেটের মধ্যে দূরত্ব হ্রাস করে এবং ক্যাপাসিট্যান্স বৃদ্ধি করে। সবচেয়ে সাধারণ পরামিতি হল 5-10V এর ভোল্টেজে বেশ কয়েকটি ফ্যারাড।
এই ধরনের ডিভাইসের বিভিন্ন ধরনের আছে:
এই ধরনের ডিভাইস ব্যাটারি বা accumulators পরিবর্তে ব্যবহার করা হয়. তাদের তুলনায়, এই জাতীয় উপাদানগুলির সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে।
সুপারক্যাপাসিটারগুলির অসুবিধা:
আল্ট্রাক্যাপাসিটর এর সুবিধাঃ
সুপারক্যাপাসিটরগুলিতে শক্তি সঞ্চয় করার ক্ষমতা সীসা ব্যাটারির তুলনায় 8 গুণ কম এবং লিথিয়াম ব্যাটারির তুলনায় 25 গুণ কম। শক্তির ঘনত্ব অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের উপর নির্ভর করে: এটি যত কম, ডিভাইসের নির্দিষ্ট শক্তি ক্ষমতা তত বেশি। বিজ্ঞানীদের সাম্প্রতিক উন্নয়নগুলি এমন উপাদান তৈরি করা সম্ভব করে যার শক্তি সঞ্চয় করার ক্ষমতা সীসা ব্যাটারির সাথে তুলনীয়।
2008 সালে, ভারতে একটি আয়নিস্টর তৈরি করা হয়েছিল, যেখানে প্লেটগুলি গ্রাফিন দিয়ে তৈরি হয়েছিল। এই উপাদানটির শক্তির তীব্রতা 32 (Wh)/kg। তুলনা করার জন্য, গাড়ির ব্যাটারির শক্তি ক্ষমতা 30-40 (Wh)/kg। এই ডিভাইসগুলির ত্বরিত চার্জিং এগুলিকে বৈদ্যুতিক যানবাহনে ব্যবহার করার অনুমতি দেয়।
2011 সালে, কোরিয়ান ডিজাইনাররা একটি ডিভাইস তৈরি করেছিল যাতে গ্রাফিন ছাড়াও নাইট্রোজেন ব্যবহার করা হয়েছিল। এই উপাদানটি দ্বিগুণ নির্দিষ্ট শক্তির তীব্রতা প্রদান করে।
রেফারেন্স।গ্রাফিন কার্বনের একটি স্তর, 1 পরমাণু পুরু।
সুপারক্যাপাসিটারগুলির বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি প্রযুক্তির বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।
বৈদ্যুতিক বাস, যা ব্যাটারির পরিবর্তে আয়নিস্টর ব্যবহার করে, হুন্ডাই মোটর, ট্রোলজা, বেলকোমুনমাশ এবং কিছু অন্যান্য দ্বারা উত্পাদিত হয়।
এই বাসগুলি কাঠামোগতভাবে বার ছাড়া ট্রলিবাসের মতো এবং যোগাযোগ নেটওয়ার্কের প্রয়োজন হয় না। 5-10 মিনিটের মধ্যে যাত্রীদের অবতরণ এবং আরোহণের সময় স্টপে বা রুটের শেষ পয়েন্টে এগুলি রিচার্জ করা হয়।
আয়নিস্টর দিয়ে সজ্জিত ট্রলিবাসগুলি ভাঙা যোগাযোগ লাইন এবং ট্র্যাফিক জ্যাম বাইপাস করতে সক্ষম এবং রুটের শেষ পয়েন্টে ডিপো এবং পার্কিং লটে তারের প্রয়োজন হয় না।
বৈদ্যুতিক যানবাহনের প্রধান সমস্যা হল দীর্ঘ চার্জিং সময়। একটি উচ্চ চার্জিং কারেন্ট এবং স্বল্প চার্জিং সময় সহ একটি আল্ট্রাক্যাপাসিটর ছোট স্টপের সময় রিচার্জ করার অনুমতি দেয়।
রাশিয়ায়, একটি ইয়ো-মোবাইল তৈরি করা হয়েছে যা ব্যাটারি হিসাবে একটি বিশেষভাবে তৈরি আয়নিস্টর ব্যবহার করে।
উপরন্তু, ব্যাটারির সাথে সমান্তরালভাবে একটি সুপারক্যাপাসিটর ইনস্টল করা আপনাকে স্টার্টআপ এবং ত্বরণের সময় বৈদ্যুতিক মোটর দ্বারা ব্যবহৃত কারেন্ট বাড়ানোর অনুমতি দেয়। এই সিস্টেমটি ফর্মুলা 1 গাড়িতে KERS-এ ব্যবহৃত হয়।
এই ডিভাইসগুলি ফটো ফ্ল্যাশ এবং অন্যান্য ডিভাইসগুলিতে ব্যবহৃত হয় যেখানে ডিভাইসের আকার এবং ওজনের চেয়ে দ্রুত চার্জ এবং ডিসচার্জ করার ক্ষমতা বেশি গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণস্বরূপ, ক্যান্সার সনাক্তকারী 2.5 মিনিটে চার্জ হয় এবং 1 মিনিটের জন্য কাজ করে। এটি গবেষণা পরিচালনা করতে এবং ডিসচার্জ হওয়া ব্যাটারির কারণে ডিভাইসটি অকার্যকর পরিস্থিতিতে প্রতিরোধ করার জন্য যথেষ্ট।
গাড়ির দোকানে আপনি গাড়ির রেডিওর সমান্তরালে ব্যবহারের জন্য 1 ফ্যারাড ক্ষমতার আয়নিস্টর কিনতে পারেন। ইঞ্জিন শুরু হওয়ার সময় তারা ভোল্টেজের ওঠানামাকে মসৃণ করে।
আপনি যদি চান, আপনি নিজের হাতে একটি সুপারক্যাপাসিটর তৈরি করতে পারেন। এই জাতীয় ডিভাইসের আরও খারাপ প্যারামিটার থাকবে এবং দীর্ঘস্থায়ী হবে না (ইলেক্ট্রোলাইট শুকিয়ে না যাওয়া পর্যন্ত), তবে সাধারণভাবে এই জাতীয় ডিভাইসগুলির অপারেশন সম্পর্কে ধারণা দেবে।
আপনার নিজের হাতে একটি ionistor তৈরি করার জন্য, আপনার প্রয়োজন:
একটি আল্ট্রাক্যাপাসিটরের জন্য উত্পাদন পদ্ধতি নিম্নরূপ:
এই ধরনের একটি ডিভাইসের অনুমোদিত ভোল্টেজ হল 0.5 V। এটি অতিক্রম করলে, ইলেক্ট্রোলাইসিস প্রক্রিয়া শুরু হয় এবং আয়নিস্টর একটি গ্যাস ব্যাটারিতে পরিণত হয়।
মজাদার.আপনি যদি এই জাতীয় বেশ কয়েকটি কাঠামো একত্রিত করেন তবে অপারেটিং ভোল্টেজ বাড়বে, তবে ক্ষমতা হ্রাস পাবে।
আয়নিস্টররা বৈদ্যুতিক ডিভাইসগুলির প্রতিশ্রুতি দিচ্ছেন যা তাদের উচ্চ চার্জ এবং স্রাবের হারের জন্য ধন্যবাদ, প্রচলিত ব্যাটারিগুলি প্রতিস্থাপন করতে পারে।
মানুষ প্রথমে বিদ্যুৎ সঞ্চয় করার জন্য ক্যাপাসিটার ব্যবহার করত। তারপরে, যখন বৈদ্যুতিক প্রকৌশল পরীক্ষাগারের পরীক্ষা-নিরীক্ষার বাইরে চলে গিয়েছিল, তখন ব্যাটারিগুলি উদ্ভাবিত হয়েছিল, যা বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় করার প্রধান মাধ্যম হয়ে ওঠে। কিন্তু 21 শতকের শুরুতে, বৈদ্যুতিক সরঞ্জামগুলিকে শক্তি দেওয়ার জন্য আবার ক্যাপাসিটার ব্যবহার করার প্রস্তাব করা হয়েছে। এটা কতটা সম্ভব এবং ব্যাটারি কি শেষ পর্যন্ত অতীত হয়ে যাবে?
ক্যাপাসিটারগুলিকে ব্যাটারি দ্বারা প্রতিস্থাপিত করার কারণ হল উল্লেখযোগ্যভাবে অধিক পরিমাণে বিদ্যুৎ যা তারা সংরক্ষণ করতে সক্ষম। আরেকটি কারণ হল ডিসচার্জের সময় ব্যাটারি আউটপুটে ভোল্টেজ খুব কম পরিবর্তিত হয়, যাতে একটি ভোল্টেজ স্টেবিলাইজার হয় প্রয়োজন হয় না বা খুব সাধারণ ডিজাইন হতে পারে।
ক্যাপাসিটর এবং ব্যাটারির মধ্যে প্রধান পার্থক্য হল ক্যাপাসিটরগুলি সরাসরি বৈদ্যুতিক চার্জ সঞ্চয় করে, যখন ব্যাটারি বৈদ্যুতিক শক্তিকে রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তর করে, সংরক্ষণ করে এবং তারপর রাসায়নিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে।
শক্তি রূপান্তরের সময়, এর কিছু অংশ হারিয়ে যায়। অতএব, এমনকি সেরা ব্যাটারিগুলির কার্যকারিতা 90% এর বেশি নয়, যখন ক্যাপাসিটারগুলির জন্য এটি 99% পৌঁছতে পারে। রাসায়নিক প্রতিক্রিয়ার তীব্রতা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে, তাই ব্যাটারিগুলি ঘরের তাপমাত্রার তুলনায় ঠান্ডা আবহাওয়ায় লক্ষণীয়ভাবে খারাপ কাজ করে। উপরন্তু, ব্যাটারিতে রাসায়নিক বিক্রিয়া সম্পূর্ণরূপে বিপরীত হয় না। তাই অল্প সংখ্যক চার্জ-ডিসচার্জ চক্র (হাজারের ক্রম অনুসারে, প্রায়শই ব্যাটারির আয়ু প্রায় 1000 চার্জ-ডিসচার্জ চক্র), সেইসাথে "মেমরি ইফেক্ট"। আসুন আমরা স্মরণ করি যে "মেমরি ইফেক্ট" হল যে ব্যাটারিটি সর্বদা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে জমা শক্তিতে ডিসচার্জ করা উচিত, তারপরে এর ক্ষমতা সর্বাধিক হবে। যদি, ডিসচার্জ করার পরে, এতে আরও শক্তি থেকে যায়, তবে ব্যাটারির ক্ষমতা ধীরে ধীরে হ্রাস পাবে। "মেমরি ইফেক্ট" প্রায় সব বাণিজ্যিকভাবে উৎপাদিত ব্যাটারির বৈশিষ্ট্য, অ্যাসিড ছাড়া (তাদের জাতগুলি - জেল এবং এজিএম সহ)। যদিও এটি সাধারণত গৃহীত হয় যে লিথিয়াম-আয়ন এবং লিথিয়াম-পলিমার ব্যাটারিগুলিতে এটি নেই, বাস্তবে তাদেরও এটি রয়েছে, এটি অন্যান্য ধরণের তুলনায় কম পরিমাণে নিজেকে প্রকাশ করে। অ্যাসিড ব্যাটারির জন্য, তারা প্লেট সালফেশনের প্রভাব প্রদর্শন করে, যা শক্তির উত্সের অপরিবর্তনীয় ক্ষতি করে। একটি কারণ হল যে ব্যাটারি দীর্ঘ সময়ের জন্য 50% এর কম চার্জের অবস্থায় থাকে।
বিকল্প শক্তির ক্ষেত্রে, "মেমরি প্রভাব" এবং প্লেট সালফেশন গুরুতর সমস্যা। আসল বিষয়টি হল সোলার প্যানেল এবং বায়ু টারবাইনের মতো উত্স থেকে শক্তির সরবরাহ ভবিষ্যদ্বাণী করা কঠিন। ফলস্বরূপ, ব্যাটারির চার্জিং এবং ডিসচার্জিং একটি অ-অনুকূল মোডে বিশৃঙ্খলভাবে ঘটে।
জীবনের আধুনিক ছন্দের জন্য, এটি একেবারে অগ্রহণযোগ্য বলে প্রমাণিত হয়েছে যে ব্যাটারিগুলিকে কয়েক ঘন্টা চার্জ করতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি মৃত ব্যাটারি আপনাকে চার্জিং পয়েন্টে কয়েক ঘন্টা ধরে আটকে রাখে তবে আপনি কীভাবে একটি বৈদ্যুতিক গাড়িতে দীর্ঘ দূরত্ব চালানোর কল্পনা করবেন? একটি ব্যাটারির চার্জিং গতি এটিতে ঘটতে থাকা রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলির গতি দ্বারা সীমাবদ্ধ। আপনি চার্জ করার সময় 1 ঘন্টা কমাতে পারেন, কিন্তু কয়েক মিনিট নয়। একই সময়ে, ক্যাপাসিটরের চার্জিং হার শুধুমাত্র চার্জার দ্বারা প্রদত্ত সর্বাধিক বর্তমান দ্বারা সীমাবদ্ধ।
ব্যাটারির তালিকাভুক্ত অসুবিধাগুলি পরিবর্তে ক্যাপাসিটার ব্যবহার করা জরুরি করে তুলেছে।
বহু দশক ধরে, ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারের ক্ষমতা ছিল সর্বোচ্চ। তাদের মধ্যে, প্লেটগুলির মধ্যে একটি ছিল ধাতব ফয়েল, অন্যটি একটি ইলেক্ট্রোলাইট এবং প্লেটের মধ্যে নিরোধকটি ছিল ধাতব অক্সাইড, যা ফয়েলকে আবৃত করেছিল। ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারগুলির জন্য, ক্ষমতা ফ্যারাডের শতভাগে পৌঁছাতে পারে, যা সম্পূর্ণরূপে ব্যাটারি প্রতিস্থাপনের জন্য যথেষ্ট নয়।
বিভিন্ন ধরণের ক্যাপাসিটরের ডিজাইনের তুলনা (সূত্র: উইকিপিডিয়া)
বড় ক্যাপাসিট্যান্স, হাজার হাজার ফ্যারাডে পরিমাপ করা হয়, তথাকথিত বৈদ্যুতিক ডাবল স্তরের উপর ভিত্তি করে ক্যাপাসিটর দ্বারা প্রাপ্ত করা যেতে পারে। তাদের অপারেশন নীতি নিম্নরূপ। কঠিন এবং তরল পর্যায়ে পদার্থের ইন্টারফেসে নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে একটি বৈদ্যুতিক ডাবল স্তর উপস্থিত হয়। আয়নগুলির দুটি স্তর বিপরীত চিহ্নের চার্জ সহ গঠিত হয়, তবে একই মাত্রার। যদি আমরা পরিস্থিতিটিকে খুব সরলীকরণ করি, তবে একটি ক্যাপাসিটর তৈরি হয়, যার "প্লেট" হল আয়নগুলির নির্দেশিত স্তর, যার মধ্যে দূরত্বটি বেশ কয়েকটি পরমাণুর সমান।
ম্যাক্সওয়েল দ্বারা উত্পাদিত বিভিন্ন ক্ষমতার সুপারক্যাপাসিটার
এই প্রভাবের উপর ভিত্তি করে ক্যাপাসিটারগুলিকে কখনও কখনও আয়নিস্টর বলা হয়। প্রকৃতপক্ষে, এই শব্দটি শুধুমাত্র ক্যাপাসিটারকে বোঝায় যেখানে বৈদ্যুতিক চার্জ সংরক্ষণ করা হয়, বরং বিদ্যুৎ সঞ্চয় করার জন্য অন্যান্য ডিভাইসগুলিকেও বোঝায় - বৈদ্যুতিক চার্জ (হাইব্রিড আয়নিস্টর) সঞ্চয় করার সাথে সাথে বৈদ্যুতিক শক্তিকে রাসায়নিক শক্তিতে আংশিক রূপান্তর করার সাথে সাথে। ডাবল বৈদ্যুতিক স্তরের উপর ভিত্তি করে ব্যাটারি (তথাকথিত সিউডোক্যাপাসিটর)। অতএব, "সুপারক্যাপাসিটর" শব্দটি আরও উপযুক্ত। কখনও কখনও এর পরিবর্তে অভিন্ন শব্দ "আল্ট্রাক্যাপাসিটর" ব্যবহার করা হয়।
সুপারক্যাপাসিটরটি ইলেক্ট্রোলাইটে ভরা সক্রিয় কার্বনের দুটি প্লেট নিয়ে গঠিত। তাদের মধ্যে একটি ঝিল্লি রয়েছে যা ইলেক্ট্রোলাইটকে অতিক্রম করতে দেয়, তবে প্লেটের মধ্যে সক্রিয় কার্বন কণার শারীরিক আন্দোলনকে বাধা দেয়।
এটা উল্লেখ করা উচিত যে সুপারক্যাপাসিটারদের নিজেদের কোন পোলারিটি নেই। এতে তারা মৌলিকভাবে ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরগুলির থেকে পৃথক, যা একটি নিয়ম হিসাবে, পোলারিটি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা মেনে চলতে ব্যর্থতা ক্যাপাসিটরের ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে। যাইহোক, পোলারিটি সুপারক্যাপাসিটারগুলিতেও প্রয়োগ করা হয়। এটি এই কারণে যে সুপারক্যাপাসিটারগুলি ইতিমধ্যে চার্জ করা কারখানার সমাবেশ লাইন ছেড়ে চলে যায় এবং চিহ্নিতকরণটি এই চার্জের পোলারিটি নির্দেশ করে।
একটি স্বতন্ত্র সুপারক্যাপাসিটরের সর্বোচ্চ ক্ষমতা, লেখার সময় অর্জন করা হয়েছে, হল 12,000 F। ভর-উত্পাদিত সুপারক্যাপাসিটরগুলির জন্য, এটি 3,000 F-এর বেশি নয়। প্লেটের মধ্যে সর্বাধিক অনুমোদিত ভোল্টেজ 10 V-এর বেশি নয়। বাণিজ্যিকভাবে উত্পাদিত সুপারক্যাপাসিটরগুলির জন্য, এই চিত্রটি, একটি নিয়ম হিসাবে, 2. 3 - 2.7 V এর মধ্যে রয়েছে। কম অপারেটিং ভোল্টেজের জন্য একটি স্টেবিলাইজার ফাংশন সহ একটি ভোল্টেজ কনভার্টার ব্যবহার করা প্রয়োজন। আসল বিষয়টি হ'ল স্রাবের সময়, ক্যাপাসিটর প্লেটের ভোল্টেজ বিস্তৃত পরিসরে পরিবর্তিত হয়। লোড এবং চার্জার সংযোগ করার জন্য একটি ভোল্টেজ কনভার্টার তৈরি করা একটি অ-তুচ্ছ কাজ। ধরা যাক আপনাকে একটি 60W লোড পাওয়ার দরকার।
সমস্যাটির বিবেচনাকে সহজ করার জন্য, আমরা ভোল্টেজ কনভার্টার এবং স্টেবিলাইজারের ক্ষতিকে অবহেলা করব। আপনি যদি নিয়মিত 12 V ব্যাটারি নিয়ে কাজ করেন, তাহলে কন্ট্রোল ইলেকট্রনিক্স অবশ্যই 5 A এর কারেন্ট সহ্য করতে সক্ষম হবে। এই ধরনের ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলি ব্যাপক এবং সস্তা। কিন্তু একটি সুপারক্যাপাসিটর ব্যবহার করার সময় একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন পরিস্থিতি দেখা দেয়, যার ভোল্টেজ হল 2.5 V। তারপরে রূপান্তরকারীর ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট 24 A-তে পৌঁছাতে পারে, যার জন্য সার্কিট প্রযুক্তি এবং একটি আধুনিক উপাদান ভিত্তির জন্য নতুন পদ্ধতির প্রয়োজন। এটি একটি রূপান্তরকারী এবং স্টেবিলাইজার তৈরির জটিলতা যা এই সত্যটি ব্যাখ্যা করতে পারে যে সুপারক্যাপাসিটর, যার ধারাবাহিক উত্পাদন 20 শতকের 70 এর দশকে শুরু হয়েছিল, এখন কেবলমাত্র বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হতে শুরু করেছে।
একটি নিরবচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহের পরিকল্পিত চিত্র
সুপারক্যাপাসিটারগুলিতে ভোল্টেজ, প্রধান উপাদানগুলি প্রয়োগ করা হয়
লিনিয়ার টেকনোলজি দ্বারা উত্পাদিত একটি মাইক্রোসার্কিটে
সুপারক্যাপাসিটারগুলি সিরিজ বা সমান্তরাল সংযোগ ব্যবহার করে ব্যাটারিতে সংযুক্ত করা যেতে পারে। প্রথম ক্ষেত্রে, সর্বাধিক অনুমোদিত ভোল্টেজ বৃদ্ধি পায়। দ্বিতীয় ক্ষেত্রে - ক্ষমতা। এইভাবে সর্বাধিক অনুমোদিত ভোল্টেজ বাড়ানো সমস্যা সমাধানের একটি উপায়, তবে আপনাকে ক্যাপাসিট্যান্স হ্রাস করে এর জন্য অর্থ প্রদান করতে হবে।
সুপারক্যাপাসিটরগুলির মাত্রা স্বাভাবিকভাবেই তাদের ক্ষমতার উপর নির্ভর করে। একটি সাধারণ সুপারক্যাপাসিটর যার ধারণক্ষমতা 3000 ফারেনহাইট হল একটি সিলিন্ডার যার ব্যাস প্রায় 5 সেমি এবং দৈর্ঘ্য 14 সেমি। 10 ফারেনহাইট ধারণক্ষমতার একটি সুপারক্যাপাসিটরের মাত্রা একটি মানুষের নখের সাথে তুলনীয়।
ভাল সুপারক্যাপাসিটরগুলি কয়েক হাজার চার্জ-ডিসচার্জ চক্র সহ্য করতে পারে, এই প্যারামিটারে ব্যাটারির প্রায় 100 গুণ বেশি। কিন্তু, ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারের মতো, সুপারক্যাপাসিটরগুলি ইলেক্ট্রোলাইটের ধীরে ধীরে ফুটো হওয়ার কারণে বার্ধক্যজনিত সমস্যার মুখোমুখি হয়। এখনও অবধি, এই কারণে সুপারক্যাপাসিটারগুলির ব্যর্থতার কোনও সম্পূর্ণ পরিসংখ্যান জমা হয়নি, তবে পরোক্ষ তথ্য অনুসারে, সুপারক্যাপাসিটারগুলির পরিষেবা জীবন প্রায় 15 বছর অনুমান করা যেতে পারে।
একটি ক্যাপাসিটরে সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ, যা জুলে প্রকাশ করা হয়:
E = CU 2/2,
যেখানে C ক্যাপাসিট্যান্স, ফ্যারাডে প্রকাশ করা হয়, U হল প্লেটের ভোল্টেজ, ভোল্টে প্রকাশ করা হয়।
ক্যাপাসিটরে সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ, kWh এ প্রকাশ করা হয়:
W = CU 2 /7200000
তাই, 2.5 V এর প্লেটের মধ্যে একটি ভোল্টেজ সহ 3000 F ক্ষমতার একটি ক্যাপাসিটর শুধুমাত্র 0.0026 kWh সঞ্চয় করতে সক্ষম। এটি কীভাবে তুলনা করে, উদাহরণস্বরূপ, একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সাথে? যদি আমরা এর আউটপুট ভোল্টেজকে স্রাবের ডিগ্রি থেকে স্বাধীন এবং 3.6 V এর সমান হিসাবে গ্রহণ করি, তাহলে 0.72 Ah ক্ষমতার লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে 0.0026 kWh শক্তির পরিমাণ সংরক্ষণ করা হবে। হায়রে, একটি খুব বিনয়ী ফলাফল.
ইমার্জেন্সি লাইটিং সিস্টেম হল যেখানে ব্যাটারির পরিবর্তে সুপারক্যাপাসিটর ব্যবহার করা একটি বাস্তব পার্থক্য করে। প্রকৃতপক্ষে, এটি অবিকল এই অ্যাপ্লিকেশন যা অসম স্রাব দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। উপরন্তু, এটি বাঞ্ছনীয় যে জরুরী বাতিটি দ্রুত চার্জ করা হয় এবং এতে ব্যবহৃত ব্যাকআপ পাওয়ার উত্সটির নির্ভরযোগ্যতা বেশি থাকে। একটি সুপারক্যাপাসিটর-ভিত্তিক ব্যাকআপ পাওয়ার সাপ্লাই সরাসরি T8 LED বাতিতে একত্রিত করা যেতে পারে। এই ধরনের বাতি ইতিমধ্যে চীনা কোম্পানির একটি সংখ্যা দ্বারা উত্পাদিত হয়.
চালিত LED গ্রাউন্ড লাইট
সোলার প্যানেল থেকে, শক্তি সঞ্চয়
যেখানে এটি একটি সুপারক্যাপাসিটরে বাহিত হয়
যেমন ইতিমধ্যে উল্লেখ করা হয়েছে, সুপারক্যাপাসিটারগুলির বিকাশ মূলত বিকল্প শক্তির উত্সগুলিতে আগ্রহের কারণে। কিন্তু ব্যবহারিক প্রয়োগ এখনও LED বাতির মধ্যে সীমাবদ্ধ যা সূর্য থেকে শক্তি গ্রহণ করে।
বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম শুরু করার জন্য সুপারক্যাপাসিটারগুলির ব্যবহার সক্রিয়ভাবে বিকাশ করছে।
সুপারক্যাপাসিটারগুলি অল্প সময়ের মধ্যে প্রচুর পরিমাণে শক্তি সরবরাহ করতে সক্ষম। একটি সুপারক্যাপাসিটর থেকে স্টার্টআপে বৈদ্যুতিক সরঞ্জামগুলিকে পাওয়ার করার মাধ্যমে, বৈদ্যুতিক গ্রিডে সর্বোচ্চ লোড হ্রাস করা যেতে পারে এবং শেষ পর্যন্ত, ইনরাশ কারেন্ট মার্জিন হ্রাস করা যেতে পারে, বিপুল খরচ সাশ্রয় করে।
একটি ব্যাটারিতে বেশ কয়েকটি সুপারক্যাপাসিটর একত্রিত করে, আমরা বৈদ্যুতিক যানবাহনে ব্যবহৃত ব্যাটারির সাথে তুলনীয় ক্ষমতা অর্জন করতে পারি। কিন্তু এই ব্যাটারিটির ওজন ব্যাটারির চেয়ে কয়েকগুণ বেশি হবে, যা যানবাহনের জন্য অগ্রহণযোগ্য। গ্রাফিন-ভিত্তিক সুপারক্যাপাসিটর ব্যবহার করে সমস্যাটি সমাধান করা যেতে পারে, তবে তারা বর্তমানে শুধুমাত্র প্রোটোটাইপ হিসাবে বিদ্যমান। যাইহোক, বিখ্যাত ইয়ো-মোবাইলের একটি প্রতিশ্রুতিশীল সংস্করণ, শুধুমাত্র বিদ্যুৎ দ্বারা চালিত, নতুন প্রজন্মের সুপারক্যাপাসিটারগুলি ব্যবহার করবে, যা রাশিয়ান বিজ্ঞানীদের দ্বারা তৈরি করা হচ্ছে, একটি শক্তির উত্স হিসাবে।
সুপারক্যাপাসিটরগুলি প্রচলিত পেট্রোল বা ডিজেল যানবাহনে ব্যাটারি প্রতিস্থাপনের ক্ষেত্রেও উপকৃত হবে - এই ধরনের যানবাহনে তাদের ব্যবহার ইতিমধ্যেই একটি বাস্তবতা।
ইতিমধ্যে, সুপারক্যাপাসিটারগুলির প্রবর্তনের জন্য বাস্তবায়িত প্রকল্পগুলির মধ্যে সবচেয়ে সফল হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে নতুন রাশিয়ান তৈরি ট্রলিবাসগুলি যা সম্প্রতি মস্কোর রাস্তায় উপস্থিত হয়েছিল। যখন যোগাযোগ নেটওয়ার্কে ভোল্টেজ সরবরাহ বাধাগ্রস্ত হয় বা যখন বর্তমান সংগ্রাহকরা "উড়ে যায়", তখন ট্রলিবাসটি কম গতিতে (প্রায় 15 কিমি/ঘন্টা) কয়েকশ মিটার এমন জায়গায় যেতে পারে যেখানে এটি ট্র্যাফিকের সাথে হস্তক্ষেপ করবে না। পথে. এই জাতীয় কৌশলগুলির জন্য শক্তির উত্স হ'ল সুপারক্যাপাসিটারগুলির একটি ব্যাটারি।
সাধারণভাবে, আপাতত সুপারক্যাপাসিটারগুলি শুধুমাত্র নির্দিষ্ট "কুলুঙ্গিতে" ব্যাটারি স্থানচ্যুত করতে পারে। কিন্তু প্রযুক্তি দ্রুত বিকাশ করছে, যা আমাদের আশা করতে দেয় যে অদূর ভবিষ্যতে সুপারক্যাপাসিটারগুলির প্রয়োগের সুযোগ উল্লেখযোগ্যভাবে প্রসারিত হবে।
রেডিও উপাদানগুলির আকার হ্রাস করার প্রয়োজনীয়তা এবং তাদের প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যগুলি বৃদ্ধির ফলে প্রচুর সংখ্যক ডিভাইসের উত্থান ঘটে যা আজ সর্বত্র ব্যবহৃত হয়। এই সম্পূর্ণরূপে প্রভাবিত ক্যাপাসিটার. তথাকথিত আয়নিস্টর বা সুপারক্যাপাসিটর হল 3 থেকে 30 ভোল্টের চার্জিং ভোল্টেজ সহ উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন উপাদান (এই নির্দেশকের পরিসীমা 0.01 থেকে 30 ফ্যারাড পর্যন্ত বেশ প্রশস্ত)। তদুপরি, তাদের আকার খুব ছোট। এবং যেহেতু আমাদের কথোপকথনের বিষয় একটি ডো-ইট-ইউনিস্টর, তাই প্রথমে উপাদানটি নিজেই বুঝতে হবে, অর্থাৎ এটি কী।
সংক্ষেপে, এটি একটি বড় ক্ষমতা সহ একটি সাধারণ ক্যাপাসিটর। কিন্তু ionistors একটি উচ্চ প্রতিরোধের আছে, কারণ উপাদান একটি ইলেক্ট্রোলাইট উপর ভিত্তি করে. এই প্রথম. দ্বিতীয়টি কম চার্জিং ভোল্টেজ। জিনিসটি হল এই সুপারক্যাপাসিটরে প্লেটগুলি একে অপরের খুব কাছাকাছি অবস্থিত। এটি ভোল্টেজ হ্রাসের সঠিক কারণ, তবে এই কারণেই ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স বৃদ্ধি পায়।
কারখানা ionizers বিভিন্ন উপকরণ থেকে তৈরি করা হয়. কভারগুলি সাধারণত ফয়েল দিয়ে তৈরি হয়, যা একটি পৃথক প্রভাব সহ একটি শুকনো পদার্থ দ্বারা পৃথক করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, সক্রিয় কার্বন (বড় প্লেটের জন্য), ধাতব অক্সাইড, পলিমার পদার্থ যার উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা রয়েছে।
আপনার নিজের হাতে একটি ionizer একত্রিত করা সবচেয়ে সহজ জিনিস নয়, তবে আপনি এখনও বাড়িতে এটি করতে পারেন। বিভিন্ন ডিজাইন যেখানে বিভিন্ন উপকরণ উপস্থিত আছে. আমরা তাদের একটি অফার. এটি করার জন্য আপনার প্রয়োজন হবে:
প্রথমত, আপনাকে ইলেক্ট্রোলাইট প্রস্তুত করতে হবে। এটি করার জন্য, আপনাকে প্রথমে সক্রিয় কার্বনকে গুঁড়োতে চূর্ণ করতে হবে। তারপরে একটি স্যালাইন দ্রবণ তৈরি করুন, যার জন্য আপনাকে 100 গ্রাম জলে 25 গ্রাম লবণ যোগ করতে হবে এবং এটি ভালভাবে মেশান। এর পরে, সক্রিয় কার্বন পাউডার ধীরে ধীরে সমাধানে যোগ করা হয়। এর পরিমাণ ইলেক্ট্রোলাইটের সামঞ্জস্য দ্বারা নির্ধারিত হয়; এটি পুট্টির মতো পুরু হওয়া উচিত।
এর পরে সমাপ্ত ইলেক্ট্রোলাইট তামার চেনাশোনাগুলিতে (একদিকে) প্রয়োগ করা হয়। দয়া করে মনে রাখবেন যে ইলেক্ট্রোলাইট স্তর যত ঘন হবে, আয়নিস্টরের ক্ষমতা তত বেশি হবে। এবং আরও একটি জিনিস, দুটি বৃত্তে প্রয়োগ করা ইলেক্ট্রোলাইটের পুরুত্ব একই হওয়া উচিত। সুতরাং, ইলেক্ট্রোডগুলি প্রস্তুত, এখন তাদের এমন একটি উপাদান দ্বারা পৃথক করা দরকার যা বৈদ্যুতিক প্রবাহ পাস করবে, কিন্তু কার্বন পাউডারকে অতিক্রম করতে দেবে না। এই জন্য, সাধারণ তুলো উল ব্যবহার করা হয়, যদিও এখানে অনেক অপশন আছে। তুলো স্তরের বেধ ধাতব কফির জারটির ব্যাস নির্ধারণ করে, অর্থাৎ, এই সম্পূর্ণ ইলেক্ট্রোড কাঠামোটি আরামদায়কভাবে ফিট করা উচিত। তাই, নীতিগতভাবে, আপনাকে ইলেক্ট্রোডের মাত্রাগুলি নিজেদেরই নির্বাচন করতে হবে (তামার বৃত্ত)।
যা অবশিষ্ট থাকে তা হল ইলেক্ট্রোডগুলিকে টার্মিনালের সাথে সংযুক্ত করা। এটিই, আয়নিস্টর, আপনার নিজের হাতে তৈরি এবং এমনকি বাড়িতেও প্রস্তুত। এই নকশাটির খুব বড় ক্ষমতা নেই - 0.3 ফ্যারাডের বেশি নয় এবং চার্জিং ভোল্টেজটি কেবল এক ভোল্ট, তবে এটি একটি আসল আয়নিস্টর। 
উপরন্তু এই উপাদান সম্পর্কে আর কি বলা যেতে পারে? যদি আমরা এটি তুলনা করি, উদাহরণস্বরূপ, একটি নিকেল-ধাতু হাইড্রাইড ব্যাটারির সাথে, তাহলে আয়নিস্টর সহজেই ব্যাটারির শক্তির 10% পর্যন্ত বিদ্যুতের সরবরাহ ধরে রাখতে পারে। উপরন্তু, এর ভোল্টেজ ড্রপ রৈখিকভাবে ঘটে, হঠাৎ করে নয়। কিন্তু উপাদানটির চার্জের মাত্রা তার প্রযুক্তিগত উদ্দেশ্যের উপর নির্ভর করে।
পৃথিবীর বৈদ্যুতিক ক্ষমতা, যা পদার্থবিদ্যার কোর্স থেকে জানা যায়, প্রায় 700 μF। এই ক্ষমতার একটি সাধারণ ক্যাপাসিটরকে ওজন এবং আয়তনে একটি ইটের সাথে তুলনা করা যেতে পারে। কিন্তু পৃথিবীর বৈদ্যুতিক ক্ষমতা সহ ক্যাপাসিটর রয়েছে, যার আকার বালির দানার সমান - সুপারক্যাপাসিটর।
এই জাতীয় ডিভাইসগুলি তুলনামূলকভাবে সম্প্রতি উপস্থিত হয়েছিল, প্রায় বিশ বছর আগে। তাদের আলাদাভাবে বলা হয়: আয়নিস্টর, আয়নিক্স বা কেবল সুপারক্যাপাসিটর।
মনে করবেন না যে তারা শুধুমাত্র কিছু উচ্চ-উড়ন্ত মহাকাশ সংস্থার জন্য উপলব্ধ। আজ আপনি একটি দোকানে একটি মুদ্রার আকার এবং একটি ফ্যারাডের ক্ষমতার একটি আয়নিস্টর কিনতে পারেন, যা পৃথিবীর ক্ষমতার চেয়ে 1500 গুণ বেশি এবং সৌরজগতের বৃহত্তম গ্রহ - বৃহস্পতির ক্ষমতার কাছাকাছি।
যেকোনো ক্যাপাসিটর শক্তি সঞ্চয় করে। সুপারক্যাপাসিটরে সঞ্চিত শক্তি কতটা বড় বা ছোট তা বোঝার জন্য এটিকে কিছুর সাথে তুলনা করা গুরুত্বপূর্ণ। এখানে একটি কিছুটা অস্বাভাবিক, কিন্তু পরিষ্কার উপায়।
একটি সাধারণ ক্যাপাসিটরের শক্তি প্রায় দেড় মিটার লাফানোর জন্য যথেষ্ট। 58-9V টাইপের একটি ক্ষুদ্র সুপারক্যাপাসিটর, যার ভর 0.5 গ্রাম, 1 V ভোল্টেজ দিয়ে চার্জ করা হয়, 293 মিটার উচ্চতায় লাফ দিতে পারে!
কখনও কখনও তারা মনে করে যে আয়নিস্টররা যে কোনও ব্যাটারি প্রতিস্থাপন করতে পারে। সাংবাদিকরা সুপারক্যাপাসিটর দ্বারা চালিত নীরব বৈদ্যুতিক গাড়ির সাথে ভবিষ্যতের বিশ্বকে চিত্রিত করেছেন। তবে এটি এখনও অনেক দূরে। এক কেজি ওজনের একটি আয়নিস্টর 3000 J শক্তি সঞ্চয় করতে সক্ষম, এবং সবচেয়ে খারাপ সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি হল 86,400 J - 28 গুণ বেশি। যাইহোক, অল্প সময়ের মধ্যে উচ্চ শক্তি সরবরাহ করার সময়, ব্যাটারি দ্রুত ক্ষয় হয় এবং শুধুমাত্র অর্ধেক ডিসচার্জ হয়। আয়নিস্টর বারবার এবং নিজের কোনো ক্ষতি ছাড়াই কোনো শক্তি সরবরাহ করে, যতক্ষণ না সংযোগকারী তারগুলি এটি সহ্য করতে পারে। উপরন্তু, সুপারক্যাপাসিটর কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে চার্জ করা যেতে পারে, যখন ব্যাটারি সাধারণত এটি করতে ঘন্টার প্রয়োজন হয়।
এটি আয়নিস্টরের প্রয়োগের সুযোগ নির্ধারণ করে। এটি এমন ডিভাইসগুলির জন্য শক্তির উত্স হিসাবে ভাল যা অল্প সময়ের জন্য প্রচুর শক্তি খরচ করে, তবে প্রায়শই: ইলেকট্রনিক সরঞ্জাম, ফ্ল্যাশলাইট, গাড়ির স্টার্টার, বৈদ্যুতিক জ্যাকহ্যামার। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক অস্ত্রের শক্তির উত্স হিসাবে আয়নিস্টরের সামরিক অ্যাপ্লিকেশনও থাকতে পারে। এবং একটি ছোট পাওয়ার স্টেশনের সংমিশ্রণে, একটি আয়নিস্টার বৈদ্যুতিক চাকা ড্রাইভ এবং প্রতি 100 কিলোমিটারে 1-2 লিটার জ্বালানী খরচ সহ গাড়ি তৈরি করা সম্ভব করে তোলে।
বিস্তৃত ক্ষমতা এবং অপারেটিং ভোল্টেজের জন্য আয়নিস্টর বিক্রয়ের জন্য উপলব্ধ, তবে সেগুলি বেশ ব্যয়বহুল। তাই আপনার যদি সময় এবং আগ্রহ থাকে তবে আপনি নিজেই একটি আয়নিস্টর তৈরি করার চেষ্টা করতে পারেন। তবে নির্দিষ্ট পরামর্শ দেওয়ার আগে, একটু তত্ত্ব।
এটি ইলেক্ট্রোকেমিস্ট্রি থেকে জানা যায়: যখন একটি ধাতু পানিতে নিমজ্জিত হয়, তখন তার পৃষ্ঠে একটি তথাকথিত ডাবল বৈদ্যুতিক স্তর তৈরি হয়, যা বিপরীত বৈদ্যুতিক চার্জ - আয়ন এবং ইলেকট্রন নিয়ে গঠিত। পারস্পরিক আকর্ষণীয় শক্তি তাদের মধ্যে কাজ করে, কিন্তু চার্জ একে অপরের কাছে যেতে পারে না। এটি জল এবং ধাতব অণুর আকর্ষণীয় শক্তি দ্বারা বাধাগ্রস্ত হয়। এর মূল অংশে, একটি বৈদ্যুতিক ডাবল স্তর একটি ক্যাপাসিটর ছাড়া আর কিছুই নয়। এর পৃষ্ঠের উপর কেন্দ্রীভূত চার্জ প্লেট হিসাবে কাজ করে। তাদের মধ্যে দূরত্ব খুবই কম। এবং, আপনি জানেন যে, একটি ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স বৃদ্ধি পায় যখন এর প্লেটের মধ্যে দূরত্ব কমে যায়। অতএব, উদাহরণস্বরূপ, জলে নিমজ্জিত একটি সাধারণ ইস্পাত স্পোকের ক্ষমতা কয়েক mF পৌঁছে।
মূলত, একটি ionistor একটি ইলেক্ট্রোলাইটে নিমজ্জিত একটি খুব বড় এলাকা সহ দুটি ইলেক্ট্রোড নিয়ে গঠিত, যার পৃষ্ঠে একটি প্রয়োগিত ভোল্টেজের প্রভাবে একটি দ্বিগুণ বৈদ্যুতিক স্তর তৈরি হয়। সত্য, সাধারণ ফ্ল্যাট প্লেট ব্যবহার করে, মাত্র কয়েক দশ mF এর ক্যাপাসিট্যান্স পাওয়া সম্ভব হবে। আয়নিস্টরগুলির বৃহৎ ক্যাপ্যাসিট্যান্সের বৈশিষ্ট্য পেতে, তারা ছিদ্রযুক্ত পদার্থ দিয়ে তৈরি ইলেক্ট্রোড ব্যবহার করে যার ছোট বাহ্যিক মাত্রা সহ একটি বড় ছিদ্র পৃষ্ঠ রয়েছে।
টাইটানিয়াম থেকে প্ল্যাটিনাম পর্যন্ত স্পঞ্জ ধাতু একবার এই ভূমিকার জন্য চেষ্টা করা হয়েছিল। যাইহোক, তুলনামূলকভাবে ভালো ছিল... সাধারণ সক্রিয় কার্বন। এটি কাঠকয়লা, যা বিশেষ চিকিত্সার পরে ছিদ্রযুক্ত হয়ে যায়। এই ধরনের কয়লার 1 সেমি 3 এর ছিদ্রগুলির পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এক হাজার বর্গ মিটারে পৌঁছেছে এবং তাদের উপর দ্বিগুণ বৈদ্যুতিক স্তরের ক্ষমতা দশ ফ্যারাড!
ঘরে তৈরি আয়নিস্টর চিত্র 1 একটি আয়নিস্টরের নকশা দেখায়। এটি সক্রিয় কার্বনের "ভর্তি" এর বিরুদ্ধে শক্তভাবে চাপা দুটি ধাতব প্লেট নিয়ে গঠিত। কয়লা দুটি স্তরে রাখা হয়, যার মধ্যে একটি পদার্থের একটি পাতলা বিভাজক স্তর রয়েছে যা ইলেকট্রন পরিচালনা করে না। এই সব ইলেক্ট্রোলাইট সঙ্গে impregnated হয়.
আয়নিস্টর চার্জ করার সময়, কার্বন ছিদ্রের এক অর্ধেক অংশে ইলেকট্রন সহ একটি দ্বিগুণ বৈদ্যুতিক স্তর তৈরি হয় এবং অন্য অর্ধে ধনাত্মক আয়ন থাকে। চার্জ করার পরে, আয়ন এবং ইলেকট্রন একে অপরের দিকে প্রবাহিত হতে শুরু করে। যখন তারা মিলিত হয়, নিরপেক্ষ ধাতু পরমাণু গঠিত হয়, এবং জমাকৃত চার্জ হ্রাস পায় এবং সময়ের সাথে সাথে সম্পূর্ণরূপে অদৃশ্য হয়ে যেতে পারে।
এটি প্রতিরোধ করার জন্য, সক্রিয় কার্বনের স্তরগুলির মধ্যে একটি পৃথক স্তর চালু করা হয়। এটি বিভিন্ন পাতলা প্লাস্টিকের ছায়াছবি, কাগজ এবং এমনকি তুলো উল নিয়ে গঠিত হতে পারে।
অপেশাদার ionistors মধ্যে, ইলেক্ট্রোলাইট হল টেবিল লবণের 25% দ্রবণ বা KOH এর 27% দ্রবণ। (নিম্ন ঘনত্বে, ধনাত্মক ইলেক্ট্রোডে নেতিবাচক আয়নের একটি স্তর তৈরি হবে না।)
তারের সাথে কপার প্লেটগুলিকে আগে থেকে সোল্ডার করা ইলেক্ট্রোড হিসাবে ব্যবহার করা হয়। তাদের কাজের পৃষ্ঠতল অক্সাইড পরিষ্কার করা উচিত। এই ক্ষেত্রে, এটি মোটা স্যান্ডপেপার ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয় যা স্ক্র্যাচ ছেড়ে যায়। এই স্ক্র্যাচগুলি তামার সাথে কয়লার আনুগত্য উন্নত করবে। ভাল আনুগত্য জন্য, প্লেট degreased করা আবশ্যক। প্লেটগুলির ডিগ্রেসিং দুটি পর্যায়ে বাহিত হয়। প্রথমে, এগুলি সাবান দিয়ে ধুয়ে ফেলা হয়, এবং তারপরে টুথ পাউডার দিয়ে ঘষে এবং জলের স্রোতে ধুয়ে ফেলা হয়। এর পরে, আপনার আঙ্গুল দিয়ে তাদের স্পর্শ করা উচিত নয়।
একটি ফার্মেসিতে কেনা অ্যাক্টিভেটেড কার্বনকে একটি মর্টারে গ্রাসে রাখা হয় এবং একটি পুরু পেস্ট পেতে ইলেক্ট্রোলাইটের সাথে মিশ্রিত করা হয়, যা পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে ডিগ্রেসড প্লেটে ছড়িয়ে পড়ে।
প্রথম পরীক্ষার সময়, একটি কাগজের গ্যাসকেট সহ প্লেটগুলি একটির উপরে একটি স্থাপন করা হয়, তারপরে আমরা এটি চার্জ করার চেষ্টা করব। কিন্তু এখানে একটি সূক্ষ্মতা আছে। যখন ভোল্টেজ 1 V এর বেশি হয়, তখন H2 এবং O2 গ্যাসের মুক্তি শুরু হয়। তারা কার্বন ইলেক্ট্রোড ধ্বংস করে এবং আমাদের ডিভাইসকে ক্যাপাসিটর-আয়নিস্টর মোডে কাজ করতে দেয় না।
অতএব, আমাদের অবশ্যই এটিকে 1 V-এর বেশি ভোল্টেজ সহ একটি উত্স থেকে চার্জ করতে হবে। (এটি প্রতিটি জোড়া প্লেটের জন্য ভোল্টেজ যা শিল্প আয়নিস্টরগুলির পরিচালনার জন্য সুপারিশ করা হয়।)
কৌতূহলীদের জন্য বিস্তারিত
1.2 V এর বেশি ভোল্টেজে, আয়নিস্টর একটি গ্যাস ব্যাটারিতে পরিণত হয়। এটি একটি আকর্ষণীয় ডিভাইস, এছাড়াও সক্রিয় কার্বন এবং দুটি ইলেক্ট্রোড সমন্বিত। কিন্তু কাঠামোগতভাবে এটি ভিন্নভাবে ডিজাইন করা হয়েছে (চিত্র 2 দেখুন)। সাধারণত, একটি পুরানো গ্যালভানিক সেল থেকে দুটি কার্বন রড নিন এবং তাদের চারপাশে সক্রিয় কার্বনের গজ ব্যাগ বেঁধে দিন। KOH দ্রবণ একটি ইলেক্ট্রোলাইট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। (টেবিল লবণের দ্রবণ ব্যবহার করা উচিত নয়, কারণ এর পচন ক্লোরিন নির্গত করে।)
একটি গ্যাস ব্যাটারির শক্তির তীব্রতা 36,000 J/kg, বা 10 Wh/kg এ পৌঁছায়। এটি একটি ionistor থেকে 10 গুণ বেশি, কিন্তু একটি প্রচলিত সীসা ব্যাটারির চেয়ে 2.5 গুণ কম। যাইহোক, একটি গ্যাস ব্যাটারি শুধুমাত্র একটি ব্যাটারি নয়, একটি খুব অনন্য জ্বালানী সেল। এটি চার্জ করার সময়, ইলেক্ট্রোডগুলিতে গ্যাসগুলি নির্গত হয় - অক্সিজেন এবং হাইড্রোজেন। তারা সক্রিয় কার্বন পৃষ্ঠে "বসতি" করে। যখন একটি লোড কারেন্ট উপস্থিত হয়, তখন তারা জল এবং বৈদ্যুতিক প্রবাহের সাথে সংযুক্ত থাকে। তবে এই প্রক্রিয়াটি অনুঘটক ছাড়াই খুব ধীরে চলে। এবং, এটি পরিণত হয়েছে, শুধুমাত্র প্ল্যাটিনাম একটি অনুঘটক হতে পারে... অতএব, একটি ionistor থেকে ভিন্ন, একটি গ্যাস ব্যাটারি উচ্চ স্রোত উত্পাদন করতে পারে না।
তবে মস্কোর উদ্ভাবক এ.জি. Presnyakov (http://chemfiles.narod.r u/hit/gas_akk.htm) সফলভাবে একটি ট্রাক ইঞ্জিন চালু করতে একটি গ্যাস ব্যাটারি ব্যবহার করেছেন। তার যথেষ্ট ওজন - স্বাভাবিকের চেয়ে প্রায় তিনগুণ বেশি - এই ক্ষেত্রে সহনীয় হতে দেখা গেছে। কিন্তু কম খরচে এবং অ্যাসিড এবং সীসার মতো ক্ষতিকারক উপাদানের অনুপস্থিতি অত্যন্ত আকর্ষণীয় বলে মনে হয়েছিল।
সহজতম ডিজাইনের একটি গ্যাস ব্যাটারি 4-6 ঘন্টার মধ্যে স্ব-স্রাব সম্পূর্ণ করার প্রবণ হতে দেখা গেছে। এটি পরীক্ষা-নিরীক্ষা বন্ধ করে দেয়। কার এমন গাড়ি দরকার যা সারারাত পার্ক করার পরে চালু করা যায় না?
এবং এখনও, "বড় প্রযুক্তি" গ্যাস ব্যাটারি সম্পর্কে ভুলে যায়নি। শক্তিশালী, হালকা ওজনের এবং নির্ভরযোগ্য, এগুলি কিছু উপগ্রহে পাওয়া যায়। তাদের মধ্যে প্রক্রিয়াটি প্রায় 100 এটিএম চাপের অধীনে সঞ্চালিত হয় এবং স্পঞ্জ নিকেল একটি গ্যাস শোষক হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যা এই ধরনের পরিস্থিতিতে একটি অনুঘটক হিসাবে কাজ করে। পুরো ডিভাইসটি একটি অতি-হালকা কার্বন ফাইবার সিলিন্ডারে রাখা হয়েছে। ফলস্বরূপ ব্যাটারির শক্তি ক্ষমতা সীসা ব্যাটারির তুলনায় প্রায় 4 গুণ বেশি। একটি বৈদ্যুতিক গাড়ি তাদের উপর প্রায় 600 কিলোমিটার যেতে পারে। কিন্তু, দুর্ভাগ্যবশত, তারা এখনও খুব ব্যয়বহুল.
