চীন কেন লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি উৎপাদনে আধিপত্য বিস্তার করতে পারে

লিথিয়াম-আয়ন কি আদর্শ ব্যাটারি?

বহু বছর ধরে, বেতার যোগাযোগ থেকে মোবাইল কম্পিউটিং পর্যন্ত বহনযোগ্য সরঞ্জামের জন্য নিকেল-ক্যাডমিয়ামই একমাত্র উপযুক্ত ব্যাটারি ছিল।নিকেল-ধাতু-হাইড্রাইড এবং লিথিয়াম-আয়নের আবির্ভাব 1990-এর দশকের গোড়ার দিকে, গ্রাহকের গ্রহণযোগ্যতা অর্জনের জন্য নাক-থেকে-নাকের লড়াই।আজ, লিথিয়াম-আয়ন সবচেয়ে দ্রুত বর্ধনশীল এবং সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল ব্যাটারি রসায়ন।

পৃথিবী ক্রমশ বিদ্যুতায়িত হচ্ছে।উন্নয়নশীল দেশগুলি কেবল তাদের জনসংখ্যার জন্য বিদ্যুতের প্রাপ্যতাই বাড়াচ্ছে না, তবে বিদ্যমান পরিবহন অবকাঠামোর বিদ্যুতায়ন দ্রুত গতিতে চলছে।2040 সালের মধ্যে, রাস্তার অর্ধেকেরও বেশি গাড়ি বিদ্যুৎ দ্বারা চালিত হবে বলে অনুমান করা হয়েছে।

ব্যাটারির সংক্ষিপ্ত ইতিহাস

ব্যাটারি দীর্ঘকাল ধরে আমাদের দৈনন্দিন জীবনের একটি অংশ।বিশ্বের প্রথম সত্যিকারের ব্যাটারিটি 1800 সালে ইতালীয় পদার্থবিদ আলেসান্দ্রো ভোল্টা আবিষ্কার করেছিলেন।উদ্ভাবনটি একটি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতির প্রতিনিধিত্ব করেছিল, কিন্তু সেই সময় থেকে শুধুমাত্র কয়েকটি উল্লেখযোগ্য উদ্ভাবন হয়েছে।

প্রথমটি ছিল সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি, যা 1859 সালে আবিষ্কৃত হয়েছিল। এটিই প্রথম রিচার্জেবল ব্যাটারি এবং আজও অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনগুলি চালু করতে ব্যবহৃত সবচেয়ে সাধারণ ব্যাটারি।

গত দুই শতাব্দীতে কিছু উদ্ভাবনী ব্যাটারি ডিজাইন করা হয়েছে, কিন্তু 1980 সাল পর্যন্ত সত্যিকারের গেম-চেঞ্জার আবিষ্কার হয়নি।অক্সফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয় এবং স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের সাফল্যের ফলে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির বিকাশ ঘটেছিল।সনি 1991 সালে প্রথম লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি বাণিজ্যিকীকরণ করে।

লিথিয়াম সম্পর্কে এত বিশেষ কি?

লিথিয়াম বিভিন্ন উপায়ে একটি বিশেষ ধাতু।এটি হালকা এবং নরম - এত নরম যে এটি রান্নাঘরের ছুরি দিয়ে কাটা যায় এবং ঘনত্ব এত কম যে এটি পানিতে ভাসতে পারে।এটি সমস্ত ধাতুর সর্বনিম্ন গলনাঙ্ক এবং একটি উচ্চ ফুটন্ত বিন্দু সহ বিস্তৃত তাপমাত্রায়ও শক্ত।

এর সহকর্মী ক্ষারীয় ধাতুর মতো, সোডিয়াম, লিথিয়াম জলের সাথে শোভাময় আকারে বিক্রিয়া করে।Li এবং H2O এর কম্বো লিথিয়াম হাইড্রোক্সাইড এবং হাইড্রোজেন গঠন করে, যা সাধারণত লাল শিখায় ফেটে যায়।

অনেক দিক আছে লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি নিরাপদ ব্যাটারি কাঠামো, নিরাপদ কাঁচামাল, প্রতিরক্ষামূলক ফাংশন এবং নিরাপত্তা সার্টিফিকেশন সহ এর ডিজাইন প্রক্রিয়া জুড়ে নিরাপত্তা।চায়না ইলেক্ট্রনিক্স নিউজের সাক্ষাত্কারের সময়, মিঃ সু জিনরান, ডেপুটি চিফ ইঞ্জিনিয়ার, বলেন যে পণ্যের সুরক্ষা পণ্যের নকশায় শুরু হয়েছিল, তাই সঠিক ইলেক্ট্রোড সামগ্রী, বিভাজক এবং ইলেক্ট্রোলাইট নির্বাচন করা নিরাপদ ব্যাটারি ডিজাইনের জন্য প্রথম অগ্রাধিকার।ব্যাটারি অ্যানোড সামগ্রীর জন্য, টারনারি উপকরণ, ম্যাঙ্গানিজ লিথিয়াম এবং লিথিয়াম আয়রন ফসফেট, যা ব্যাটারি ডিজাইনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে এবং সন্তোষজনক কর্মক্ষমতা দিয়েছে, ঐতিহ্যগত লিথিয়াম কোবাল্টেট এবং নিকেল লিথিয়ামের চেয়ে বেশি নিরাপদ।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি জনপ্রিয় কারণ প্রতিযোগী প্রযুক্তির তুলনায় তাদের বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা রয়েছে:

● এগুলি একই আকারের অন্যান্য ধরণের রিচার্জেবল ব্যাটারির তুলনায় সাধারণত অনেক হালকা হয়৷একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ইলেক্ট্রোডগুলি হালকা ওজনের লিথিয়াম এবং কার্বন দিয়ে তৈরি।লিথিয়াম একটি অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল উপাদান, যার অর্থ তার পারমাণবিক বন্ধনে প্রচুর শক্তি সঞ্চয় করা যেতে পারে।এটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য খুব উচ্চ শক্তির ঘনত্বে অনুবাদ করে।এখানে শক্তি ঘনত্ব একটি দৃষ্টিকোণ পেতে একটি উপায়.একটি সাধারণ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি 1 কিলোগ্রাম ব্যাটারিতে 150 ওয়াট-ঘন্টা বিদ্যুৎ সঞ্চয় করতে পারে।একটি NiMH (নিকেল-মেটাল হাইড্রাইড) ব্যাটারি প্যাক প্রতি কিলোগ্রামে সম্ভবত 100 ওয়াট-ঘণ্টা সঞ্চয় করতে পারে, যদিও 60 থেকে 70 ওয়াট-ঘন্টা আরও সাধারণ হতে পারে।একটি সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি প্রতি কিলোগ্রামে মাত্র 25 ওয়াট-ঘন্টা সঞ্চয় করতে পারে।সীসা-অ্যাসিড প্রযুক্তি ব্যবহার করে, 1-কিলোগ্রাম লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি যে পরিমাণ শক্তি পরিচালনা করতে পারে একই পরিমাণ শক্তি সঞ্চয় করতে 6 কিলোগ্রাম লাগে।এটি একটি বিশাল পার্থক্য [সূত্র: সবকিছু2.com ]।

● তারা তাদের দায়িত্ব পালন করে।একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্যাক প্রতি মাসে তার চার্জের প্রায় 5 শতাংশ হারায়, NiMH ব্যাটারির জন্য প্রতি মাসে 20 শতাংশ ক্ষতির তুলনায়।

● তাদের কোনো মেমরি প্রভাব নেই, যার মানে হল যে আপনাকে রিচার্জ করার আগে সম্পূর্ণরূপে ডিসচার্জ করতে হবে না, যেমনটি কিছু অন্যান্য ব্যাটারি রসায়নের মতো।

● লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি শত শত চার্জ/ডিসচার্জ চক্র পরিচালনা করতে পারে।

● এটি বলার অপেক্ষা রাখে না যে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি ত্রুটিহীন।তাদের কিছু অসুবিধাও রয়েছে:

● তারা কারখানা থেকে বের হওয়ার সাথে সাথেই ক্ষয়ক্ষতি শুরু করে।আপনি সেগুলি ব্যবহার করুন বা না করুন তা উৎপাদনের তারিখ থেকে শুধুমাত্র দুই বা তিন বছর স্থায়ী হবে।

● তারা উচ্চ তাপমাত্রার জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল।তাপের কারণে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্যাকগুলি স্বাভাবিকের চেয়ে অনেক দ্রুত হ্রাস পায়।

● যদি আপনি একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি সম্পূর্ণরূপে ডিসচার্জ করেন তবে এটি নষ্ট হয়ে যায়।

● একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্যাকে ব্যাটারি পরিচালনা করার জন্য একটি অন-বোর্ড কম্পিউটার থাকতে হবে৷এটি তাদের ইতিমধ্যে তাদের চেয়ে আরও বেশি ব্যয়বহুল করে তোলে।

● একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্যাক ব্যর্থ হলে, এটি আগুনে ফেটে যাওয়ার একটি ছোট সম্ভাবনা রয়েছে৷

উদ্ভাবন-ভিত্তিক স্ট্যান্ডার্ড সেটিং

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি নিরাপত্তা ব্যবস্থার জটিলতার কারণে, বিশেষ করে ব্যাটারিগুলি পুনঃব্যবহারের পরে নিরাপত্তার উপর প্রভাব, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির নিরাপত্তা বোঝার এবং এর মান নির্ধারণের প্রক্রিয়াটি ধীরে ধীরে এবং প্রগতিশীল হওয়া উচিত।এবং বাহ্যিক নিয়ন্ত্রণ কৌশলগুলির বিকাশ এবং প্রয়োগও বিবেচনা করা উচিত।সু সেটিং হিসাবে প্রস্তাবিত লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি নিরাপত্তা মান একটি অত্যন্ত প্রযুক্তিগত কাজ, ব্যাটারি স্ট্যান্ডার্ডাইজেশন সংস্থাগুলির স্ট্যান্ডার্ড সেটিং পেশাদার এবং ব্যাটারি শিল্প, ব্যবহারকারী এবং ইলেকট্রনিক নিয়ন্ত্রণ অঞ্চলগুলির প্রযুক্তিগত বিশেষজ্ঞ উভয়কেই পরীক্ষামূলক যাচাইকরণের কাজগুলি সহ প্রক্রিয়াটিতে অংশগ্রহণ করা উচিত।

চায়না ইলেক্ট্রনিক্স স্ট্যান্ডার্ডাইজেশন ইনস্টিটিউটের সিনিয়র ইঞ্জিনিয়ার মিস্টার সান চুয়ানহাও বলেছেন যে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলিকে বর্তমানে শক্তির প্রকার এবং পাওয়ার প্রকারে ভাগ করা যেতে পারে।যেহেতু এই দুটি পণ্যের উপকরণ এবং নকশার কাঠামোর মধ্যে পার্থক্য রয়েছে, তাদের পরীক্ষার পদ্ধতি এবং প্রয়োজনীয়তাগুলি ভিন্ন, এমনকি একই নিরাপত্তা অবস্থার অধীনেও।তথাকথিত বহনযোগ্য ব্যাটারিগুলি মোবাইল ফোন, ল্যাপটপ, ডিজিটাল ক্যামেরা এবং ভিডিও ক্যামেরাগুলিতে ব্যবহৃত লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি সহ শক্তির প্রকারের অন্তর্গত, যখন পাওয়ার টাইপ ব্যাটারি পাওয়ার সরঞ্জাম, বৈদ্যুতিক বাইক এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য।

গবেষণা সংস্থা ব্লুমবার্গএনইএফ-এর মতে, আয়তন-ভারী গড় লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্যাক মূল্য (যার মধ্যে সেল এবং প্যাক অন্তর্ভুক্ত) 2010-18 থেকে 85% কমেছে, গড়ে $176/kWh-এ পৌঁছেছে।ব্লুমবার্গএনইএফ আরও প্রজেক্ট করে যে দাম 2024 সালের মধ্যে $94/kWh এবং 2030 সালের মধ্যে $62/kWh-এ নেমে আসবে।

এই ক্রমহ্রাসমান ব্যয় বক্ররেখার গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব রয়েছে যে কোনও সংস্থার জন্য যেগুলি তার পরিষেবাতে ব্যাটারি ব্যবহার করে, বা যাদের শক্তি সঞ্চয় করার প্রয়োজন রয়েছে (যেমন, বিদ্যুৎ উৎপাদনকারী)।আজ অবধি, বেশিরভাগ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি বিক্রয় ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স খাতে হয়েছে, তবে ভবিষ্যতের বিক্রয় ক্রমবর্ধমান বৈদ্যুতিক গাড়ি দ্বারা চালিত হবে।

আজও রাস্তায় বেশিরভাগ গাড়িই সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি এবং একটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন ব্যবহার করে।কিন্তু লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি দ্বারা চালিত - বৈদ্যুতিক যানবাহনের বিক্রি গত পাঁচ বছরে দশগুণেরও বেশি বেড়েছে।আরও, আরও বেশি দেশ অভ্যন্তরীণ দহনের উপর ভিত্তি করে গাড়ির উপর ভবিষ্যতে নিষেধাজ্ঞা স্থির করছে, এই প্রত্যাশার সাথে যে বৈদ্যুতিক যানগুলি অবশেষে ব্যক্তিগত পরিবহনে প্রাধান্য পাবে।

এর মানে, ব্যাটারির ভবিষ্যতের চাহিদা অনেক বেশি।এতটাই যে বৈদ্যুতিক গাড়ি নির্মাতা টেসলা, প্যানাসনিকের সাথে অংশীদারিত্বে, নতুন লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি কারখানা তৈরি করতে বিলিয়ন ডলার বিনিয়োগ করছে।তা সত্ত্বেও, মার্কিন লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি উৎপাদনকারীরা বাজার শেয়ারে পিছিয়ে পড়ছে।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য একটি সম্পর্কিত বৃদ্ধির বাজার ভারী শিল্প অ্যাপ্লিকেশন যেমন লিফট ট্রাক, সুইপার এবং স্ক্রাবার, বিমানবন্দর গ্রাউন্ড সাপোর্ট অ্যাপ্লিকেশন এবং স্বয়ংক্রিয় নির্দেশিত যানবাহন (এজিভি)।এই বিশেষ অ্যাপ্লিকেশনগুলি ঐতিহাসিকভাবে সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি এবং অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন দ্বারা পরিবেশিত হয়েছে, কিন্তু অর্থনীতি দ্রুত লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির পক্ষে স্থানান্তরিত হয়েছে।

চালকের আসনে চীন

ব্লুমবার্গএনইএফ-এর একটি বিশ্লেষণ অনুসারে, 2019 সালের প্রথম দিকে বিশ্বব্যাপী লিথিয়াম সেল উৎপাদন ক্ষমতার 316 গিগাওয়াট-আওয়ার (GWh) ছিল।চীন এই ক্ষমতার 73% এর আবাসস্থল, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের পরে, বিশ্বব্যাপী ক্ষমতার 12% সহ দ্বিতীয় স্থানে অনেক পিছিয়ে।

ব্লুমবার্গএনইএফ যখন 1,211 গিগাওয়াট বৈশ্বিক ক্ষমতার পূর্বাভাস দিয়েছে তখন 2025 সালের মধ্যে বিশ্বব্যাপী ক্ষমতা শক্তিশালীভাবে বৃদ্ধি পাবে বলে অনুমান করা হয়েছে।মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে সক্ষমতা বৃদ্ধি পাবে বলে ধারণা করা হচ্ছে, তবে বৈশ্বিক ক্ষমতার চেয়ে ধীর।এইভাবে, বিশ্বব্যাপী লিথিয়াম সেল উৎপাদনের মার্কিন শেয়ার সঙ্কুচিত হবে বলে ধারণা করা হচ্ছে।

টেসলা তার নিজস্ব ব্যাটারি কারখানা তৈরি করে এই সমস্যার সমাধান করার চেষ্টা করছে, কিন্তু যে কোম্পানিগুলি এই ধরনের ব্যাটারির বিস্তৃত পরিসর সরবরাহ করে, যেমন ক্যালিফোর্নিয়া-ভিত্তিক OneCharge, তাদের জন্য স্থানীয় সরবরাহকারীদের খুঁজে পাওয়া চ্যালেঞ্জিং বলে প্রমাণিত হয়েছে।আমি সম্প্রতি ওয়ানচার্জের সিইও অ্যালেক্স পিসারেভের সাথে কথা বলেছি, যিনি তার কোম্পানির মুখোমুখি হওয়া চ্যালেঞ্জগুলি তুলে ধরেছেন:

"আমেরিকান নির্মাতারা মার্কিন-তৈরি লিথিয়াম-আয়ন কোষ ব্যবহার করে খুশি হবেন," পিসারেভ আমাকে বলেছিলেন, "কিন্তু এটি আজ বাস্তবসম্মত নয়।তাই আমাদের চীন থেকে এগুলো আমদানি চালিয়ে যেতে হবে।”

সৌর প্যানেল নিয়ে আগে যে পথে চলছিল চীন সেই পথই নিচ্ছে।আমেরিকান প্রকৌশলী রাসেল ওহল দ্বারা সৌর কোষ উদ্ভাবিত হওয়ার সময়, আজ চীন বিশ্বব্যাপী সোলার প্যানেলের বাজারে আধিপত্য বিস্তার করে।এখন চীন বিশ্বের লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির উৎপাদন নিয়ন্ত্রণের দিকে মনোনিবেশ করছে।

এটি কি সবচেয়ে সস্তা সম্ভাব্য সবুজ প্রযুক্তি থাকা পছন্দনীয়, এমনকি যদি এর অর্থ অন্য দেশের কাছে উত্পাদন আত্মসমর্পণ করা হয়?কম সৌর প্যানেলের দাম নতুন সৌর PV বৃদ্ধির বিস্ফোরণ চালাতে সাহায্য করেছে, এবং এর ফলে, অনেক মার্কিন চাকরিকে সমর্থন করেছে।কিন্তু ওই প্যানেলের বেশির ভাগই চীনে তৈরি।ট্রাম্প প্রশাসন আমদানি করা সৌর প্যানেলের উপর শুল্ক বসিয়ে এটিকে মোকাবেলা করার চেষ্টা করেছে, তবে এই শুল্কগুলির বেশিরভাগ মার্কিন সৌর শিল্প দ্বারা তীব্রভাবে বিরোধিতা করা হয়েছে।

চীনের সস্তা শ্রমের একটি বড় সুবিধা রয়েছে, যা এটিকে অনেক উত্পাদন শিল্পে আধিপত্য করতে দিয়েছে।কিন্তু চীনে আরও বেশি লিথিয়াম মজুদ রয়েছে এবং 2018 সালে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের তুলনায় অনেক বেশি লিথিয়াম উত্পাদন রয়েছে, চীনা লিথিয়াম উত্পাদন ছিল 8,000 মেট্রিক টন, সমস্ত দেশের মধ্যে তৃতীয় এবং মার্কিন লিথিয়াম উৎপাদনের প্রায় দশগুণ।2018 সালে চীনা লিথিয়ামের মজুদ ছিল এক মিলিয়ন মেট্রিক টন, যা মার্কিন মাত্রার প্রায় 30 গুণ।

পথ এগিয়ে

প্রবণতাগুলি ইঙ্গিত দেয় যে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি পরিবহন এবং ভারী সরঞ্জাম খাতে সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারিগুলিকে ক্রমবর্ধমানভাবে স্থানচ্যুত করবে।রেকর্ড কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গমনের সাথে ঝাঁপিয়ে পড়া বিশ্বে এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ উন্নয়ন।

কিন্তু উৎপাদন খরচ এবং কাঁচামালের প্রাপ্যতা উভয় ক্ষেত্রেই এমন সুবিধা নিয়ে যুক্তরাষ্ট্র কি বিশ্ববাজারে চীনের সঙ্গে প্রতিদ্বন্দ্বিতা করতে পারবে?যদি তা না হয়, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ক্রমবর্ধমান সংখ্যা তাদের ব্যবহারযোগ্য জীবনের শেষ পর্যায়ে পৌঁছেছে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র কি পুনর্ব্যবহৃত লিথিয়ামের জন্য একটি প্রতিযোগিতামূলক বাজার তৈরি করতে পারে?

এগুলি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন যা সমাধান করা দরকার।

চীন কীভাবে এই ধরনের চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করবে তা অস্পষ্ট, তবে লিথিয়ামের নিরলস সাধনা এবং ধাতুর সাথে এটি যে কৌশলগত গুরুত্ব দেয়, তাতে কোন সন্দেহ নেই সমাধান পাওয়া যাবে।বিভিন্ন উপায়ে, চীনের সবুজ পরিবহনের আলিঙ্গন একটি ভাল জিনিস, কারণ এটি এই সেক্টরে আগ্রহকে প্রসারিত করে এবং প্রতিযোগী দেশগুলিকে তাদের লিথিয়াম সরবরাহ এবং রিচার্জেবল ব্যাটারি বাজারের অংশের পরিপ্রেক্ষিতে ধরার চেষ্টা করতে উৎসাহিত করে।বিপদ হল যে তারা পিছিয়ে যাচ্ছে, চীনকে একচেটিয়া রেখে যা শীঘ্রই একটি মূলধারার পরিবহন খাতে পরিণত হতে পারে।

আমাকে ফল কর টুইটার বা লিঙ্কডইন .আমার চেক আউট ওয়েবসাইট বা এখানে আমার অন্য কাজ কিছু.