সোডিয়াম-আয়ন: রিচার্জেবল ব্যাটারির ভবিষ্যৎ কি এখানে?

সেই দিনগুলি আর নেই যখন আমরা আনন্দের সাথে আমাদের মোবাইল ফোনের ব্যাটারি খুলে আলাদাভাবে চার্জ করতে পারতাম অথবা প্রয়োজনে নিজেরাই সেগুলো প্রতিস্থাপন করতে পারতাম। প্রকৃতপক্ষে, বাজারে এখন স্মার্টফোনের প্রায় সমস্ত ব্যাটারিই বিল্ট-ইন, যার ফলে এগুলি সম্পূর্ণরূপে অপসারণযোগ্য নয়। এর অর্থ হল আমাদের বেশিরভাগেরই সম্ভবত আজকাল আমাদের ফোনে কী ধরণের রিচার্জেবল ব্যাটারি ব্যবহার করা হচ্ছে সে সম্পর্কে কোনও ধারণা নেই। এর সংক্ষিপ্ত উত্তর হল লিথিয়াম ব্যাটারি, তবে দীর্ঘ উত্তর হল দুটি প্রধান ধরণের লিথিয়াম ব্যাটারি - লিথিয়াম-আয়ন (Li-আয়ন) এবং লিথিয়াম-পলিমার (Li-po) ব্যাটারি।

যদিও বর্তমানে বেশিরভাগ আইফোন এবং স্যামসাং ফোন মডেলের জন্য লি-আয়ন ব্যাটারি সবচেয়ে জনপ্রিয় ধরণের ফোন ব্যাটারি, লি-পো ব্যাটারিগুলি ক্রমশ স্যামসাং এবং শাওমি সহ ক্রমশ বড় বড় ব্র্যান্ডগুলির সাথে তাল মিলিয়ে চলেছে কারণ তাদের ফোনগুলি লি-পো ব্যাটারি দ্বারা সমর্থিত আরও শক্তিশালী মডেলগুলি বাজারে আনছে। তবুও লিথিয়াম ব্যাটারি পরিবারের মধ্যে লড়াই চলতে থাকলেও, সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি (Na-ion) ধীরে ধীরে আরেকটি নতুন প্রার্থী হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে যা রিচার্জেবল ব্যাটারি শিল্পে ঝড় তুলতে পারে। সোডিয়াম-ভিত্তিক ব্যাটারিগুলি কেন এত বিশেষ, কেন অনেকে এগুলিকে রিচার্জেবল ব্যাটারির ভবিষ্যত হিসাবে দেখেন এবং অবশ্যই, তাদের সাথে আসা ব্যবসায়িক সুযোগগুলি জানতে পড়ুন।

সুচিপত্র
রিচার্জেবল ব্যাটারির বাজার পরিস্থিতি
সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি: রিচার্জেবল ব্যাটারির ভবিষ্যৎ?
দীর্ঘস্থায়ী প্রভাব

রিচার্জেবল ব্যাটারির বাজার পরিস্থিতি

২০২২ সালে রিচার্জেবল ব্যাটারির বাজারের মূল্য ছিল ১০৯.৫ বিলিয়ন মার্কিন ডলার এবং এটি বৃদ্ধি পাবে বলে আশা করা হচ্ছে মার্কিন ডলার 165.5 বিলিয়ন ২০২৮ সালের মধ্যে, ৬.৯৩% এর চক্রবৃদ্ধি বার্ষিক বৃদ্ধির হার (CAGR) ছুঁয়ে ফেলবে। রিচার্জেবল ব্যাটারির বাজারের মধ্যে, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির বাজারের অংশ স্পষ্টতই নির্বিবাদে শীর্ষস্থানীয়, আরেকটি বিশ্বব্যাপী বাজারের সাথে। গবেষণা নিবন্ধটি ভবিষ্যদ্বাণী করে যে এর মূল্য ১৮.১% সিএজিআর হারে বৃদ্ধি পাবে এবং ২০৩০ সালের মধ্যে ১৮২.৫৩ মার্কিন ডলারের বেশি হবে।

অন্যদিকে, সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্রযুক্তির অগ্রদূত ফ্যারাডিয়ন লিমিটেডকে ভারতের রিলায়েন্স ইন্ডাস্ট্রিজের একটি সহযোগী প্রতিষ্ঠান কর্তৃক সম্পূর্ণরূপে অধিগ্রহণ করার পর, সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি জনসাধারণের আগ্রহের পুনরুজ্জীবিত করেছে। £ 100 মিলিয়ন ২০২২ সালের গোড়ার দিকে। সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির বাজারের সম্ভাবনা শক্তি স্টোরেজ সিস্টেম বিশেষ করে বায়ু এবং সৌরশক্তির মতো নবায়নযোগ্য উৎসের ক্ষেত্রে এটি উল্লেখযোগ্য হবে বলে আশা করা হচ্ছে। অতএব, এটি একটি অর্জনের পূর্বাভাস দেওয়া হচ্ছে 14.68% এর সিএজিআর ২০২২ থেকে ২০২৭ সাল পর্যন্ত, এর পরিমাণ ২৪৪ মিলিয়ন ডলার থেকে ৬০৯ মিলিয়ন ডলারে পৌঁছেছে, যা এর মূল মোট পরিমাণের প্রায় ২.৫ গুণ।

সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি: রিচার্জেবল ব্যাটারির ভবিষ্যৎ?

আর দীর্ঘস্থায়ী

২০২২ সালের জুলাই মাস সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি উন্নয়নের ইতিহাসে একটি আনন্দের মাস হিসেবে চিহ্নিত হয়েছে, কারণ মাসের প্রথম সপ্তাহে একটি বিজ্ঞান সংবাদ ওয়েবসাইট দেখা গেছে। প্রতিবেদন সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য একটি নতুন ইলেক্ট্রোলাইট ফর্মুলা প্রতিস্থাপনের উপর একটি সম্ভবত উত্তেজনাপূর্ণ আবিষ্কার, যা কেবল চার্জ/ডিসচার্জ কারেন্টকেই বাড়িয়ে তোলেনি বরং 900+ চক্রে পৌঁছানোর পরেও স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা বজায় রাখতে সক্ষম হয়েছে। সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির পুনরাবৃত্তির ক্ষেত্রে অগ্রগতি এখানেই থেমে থাকেনি বরং প্রায় এক সপ্তাহ পরে একটি বড় সাফল্যের ঘোষণা দিয়ে এগিয়ে যায়। প্রেস রিলিজ জ্বালানি বিভাগের অধীনে প্যাসিফিক নর্থওয়েস্ট ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি (PNNL) থেকে।

প্রকৃতপক্ষে, সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি প্রায় এক বছর আগে, ২০২১ সালের জুলাই মাসে, যখন বৈদ্যুতিক যানবাহনের (EV) জন্য বিশ্বের বৃহত্তম লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্রস্তুতকারক কনটেম্পোরারি অ্যাম্পেরেক্স টেকনোলজি কোং লিমিটেড (CATL) তাদের প্রথম প্রজন্মের লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্রকাশ করে, তখন থেকেই আলোচনায় আসে। বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি। তবে, ২০২২ সালের তৃতীয় ত্রৈমাসিকের শুরুতে PNNL টিমের আবিষ্কারগুলি সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির উন্নতির ক্ষেত্রে স্পষ্টতই উন্নতি করেছে, কারণ PNNL-পরিকল্পিত প্রযুক্তিটি দীর্ঘমেয়াদী কিছু প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ কাটিয়ে ওঠার জন্য সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির নকশাকে মৌলিকভাবে পরিবর্তন করেছে বলে দাবি করেছে।

তাদের নতুন ডিজাইনের সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি রেসিপির সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য আপডেটগুলির মধ্যে একটি হল যে গবেষণা দল তরল মূল উপাদানগুলিতে একটি চতুর মোড় ব্যবহার করে ল্যাব পরীক্ষায় ব্যাটারির দীর্ঘস্থায়ীত্ব দীর্ঘায়িত করতে সক্ষম হয়েছে। এই সূত্র সুইচের ফলে, সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ইলেক্ট্রোলাইটের স্থিতিশীলতা, যা ব্যাটারিতে শক্তি সঞ্চালন বজায় রাখার জন্য জীবনরক্ত হিসেবে কাজ করে, উন্নত হয়েছে এবং এর ফলে ব্যাটারির স্থায়িত্ব বৃদ্ধিতে সহায়তা করেছে।

পিএনএনএল গবেষকরা লিথিয়াম-আয়ন সিস্টেমের তুলনায় সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির নিরাপত্তা সংক্রান্ত উদ্বেগগুলিও সমাধান করেছেন কারণ লিথিয়ামের তুলনায় অনেক বেশি রাসায়নিক কার্যকলাপ প্রকৃতির, যা বিস্ফোরণ বা গুরুতর দুর্ঘটনার ঝুঁকি বাড়ায়। তারা এমন একটি অগ্নিনির্বাপক পদার্থ গ্রহণ করেছে যা উচ্চ ভোল্টেজে কাজ করতে পারে এবং বিভিন্ন তাপমাত্রার প্রতিরোধী। এই নতুন বিকশিত বৈশিষ্ট্যের ফলাফল হল অ্যানোডে একটি স্থিতিশীল, অত্যন্ত পাতলা প্রতিরক্ষামূলক স্তর তৈরি করা যা সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য দীর্ঘ চক্র জীবন প্রদান করতে সহায়তা করে।

এটা মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে এই সমস্ত উন্নয়ন গবেষকদের সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ধারণক্ষমতার 90% পর্যন্ত সংরক্ষণ করতে সক্ষম করে, যার অর্থ হল 300+ চক্রের বর্ধিত চার্জিং চক্রের পরেও খুব কম ক্ষমতা হ্রাস পাবে। অন্য কথায়, এই সমস্ত সাম্প্রতিক উন্নতি বিদ্যমান ব্যাটারির মেয়াদ আরও দীর্ঘায়িত করতে সহায়তা করে। সোডিয়াম-আয়নের প্রত্যাশিত ১০ বছর জীবনকাল ব্যাটারি। সাম্প্রতিক এই অগ্রগতিগুলিকে পরিপ্রেক্ষিতে রাখতে, বেশিরভাগ নির্মাতারা গ্যারান্টি দিয়েছেন 300-500 চার্জিং চক্র or প্রায় ২০% ক্ষতির ৩-৫ বছর আগে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ক্ষমতার কর্মক্ষমতা (৮০% ধরে রাখা)।

কম দাম

প্রাকৃতিক সম্পদের দৃষ্টিকোণ থেকে সোডিয়ামের দাম লিথিয়ামের তুলনায় নিঃসন্দেহে কম কারণ সোডিয়ামকে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে ৬ষ্ঠ সর্বাধিক পাওয়া উপাদান বিশ্বে, পৃথিবীর ভূত্বকের ২.৬%। অন্যদিকে, লিথিয়াম মাত্র ০.০০২% এবং চার্টে ৩৩তম স্থানে রয়েছে পরিবর্তে। সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি এবং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির মধ্যে খরচের তুলনা আসলে নতুন কিছু নয়; স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরাউদাহরণস্বরূপ, তিনি এই স্পষ্ট সত্যটি তুলে ধরেছিলেন যে ব্যয়ের দিক থেকে সোডিয়াম-আয়ন একটি ভালো বিকল্প এবং রিচার্জেবল ব্যাটারির সামগ্রিক উৎপাদন খরচ কমাতে এর ব্যাপক ব্যবহার জনপ্রিয় করার চেষ্টা করেছিলেন। তবে মনে রাখবেন, স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রতিবেদনটি ৫ বছরেরও বেশি সময় আগে তৈরি করা হয়েছিল, যখন লিথিয়ামের দাম এখনও প্রতি টন প্রায় ১৬০,০০০ আরএমবি (তখন প্রায় ২৪,০০০ মার্কিন ডলার/টন) স্থিতিশীল ছিল।

আজ অবধি, লিথিয়ামের দাম ঊর্ধ্বমুখী এবং ৫ বছর আগের তুলনায় ৩৫০% এরও বেশি বৃদ্ধি পেয়েছে, যা সর্বকালের সর্বোচ্চে পৌঁছেছে প্রতি টন ৫,৯০,০০০ আরএমবি ২০২২ সালের নভেম্বর পর্যন্ত। লিথিয়াম কাঁচামালের নাটকীয় বৃদ্ধি ২০২০ সালের চতুর্থ প্রান্তিক থেকে বৈদ্যুতিক যানবাহনের (EVs) আকাশছোঁয়া চাহিদার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। চীনে লিথিয়ামের জন্য বেশিরভাগ কাঁচামাল ব্যাটারি-গ্রেড পণ্যে প্রক্রিয়াজাত করা হয় তা পরিস্থিতিকে আরও বাড়িয়ে তুলেছে কারণ এর অর্থ হল শক্তি সঞ্চয়ের খরচ আন্তর্জাতিক শিপিং ফি দ্বারাও প্রভাবিত হয়, যা সাম্প্রতিক বছরগুলিতে বিশ্বব্যাপী স্বাস্থ্য এবং সরবরাহ শৃঙ্খল শিল্পের ব্যাঘাতের কারণে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়েছে।

তাই, ক্রমাগত দাম বৃদ্ধি এখন লিথিয়াম-ভিত্তিক উপাদানের বিকল্প খুঁজে বের করার একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ, এবং প্রাকৃতিকভাবে প্রচুর পরিমাণে সোডিয়াম-আয়ন, যা এর সরবরাহ এবং প্রাপ্যতা নিশ্চিত করে, নিজেই একটি নির্ভরযোগ্য কম খরচের বিকল্পের জন্য একটি যুক্তিসঙ্গত কারণ। সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির উন্নতি প্রক্রিয়ার গবেষণা অনুসন্ধানে এটি একটি জোরালো কারণ প্রদান করে, বিশেষ করে যখন বেশিরভাগ শিল্প বিশেষজ্ঞ বিশ্বাস করেন যে সোডিয়াম প্রতিস্থাপন রিচার্জেবল ব্যাটারির খরচ কমাতে সাহায্য করতে পারে প্রায় ২৪-৪20%.

বৃহত্তর স্কেল

যদিও আমাদের বেশিরভাগই সম্ভবত আমাদের ফোন, ল্যাপটপ, বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইস এবং বৈদ্যুতিক গাড়ির জন্য লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ব্যবহার করি, সেইসাথে আজকাল বিভিন্ন শেষ-ব্যবহারের ক্ষেত্রেও, আমাদের অনেকেই হয়তো জানেন না যে এই ব্যাটারিগুলি সাধারণভাবে পরিচিত ফাংশনগুলির চেয়ে বেশি অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয়। ইলেকট্রনিক ডিভাইস এবং ইভি শিল্প ছাড়াও, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য আরও দুটি বৃহত্তম বাজারকে উদ্ধৃত করা হয়েছে ভারী যন্ত্রপাতি পরিচালনা এবং শক্তি সঞ্চয় ক্ষেত্রগুলি, বিশেষ করে নবায়নযোগ্য শক্তি খাত।

এবং সুসংবাদটি হল: নবায়নযোগ্য জ্বালানি খাতের মূল্য ১০ বছরে দ্বিগুণ হবে বলে আশা করা হচ্ছে, যা মার্কিন ডলার 881.7 বিলিয়ন ২০২০ সালে লিথিয়ামের দাম ১,৯৭৭.৬ বিলিয়ন মার্কিন ডলারে পৌঁছাবে, যা ২০৩০ সালে ৮.৪% এর CAGR এ পৌঁছাবে। তবে, এই অসাধারণ সম্ভাবনা থাকা সত্ত্বেও, লিথিয়ামের দাম এখন রেকর্ড সর্বোচ্চ স্তরে পৌঁছেছে, পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি খাতের জন্য লিথিয়াম-আয়নের চাহিদার স্থায়িত্ব প্রশ্নবিদ্ধ। নবায়নযোগ্য শক্তি শিল্প থেকে প্রচুর পরিমাণে শক্তির চাহিদা আসার কারণে এটি বিশেষভাবে সত্য, কারণ এর অর্থ হল লিথিয়ামের দাম বৃদ্ধি অব্যাহত থাকলে সামগ্রিক মোট ব্যয় যথেষ্ট বেশি প্রয়োজন।

এদিকে, খরচের কথা বাদ দিলে, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি আসলে পরিবেশ বান্ধব বিকল্প নয়বিশেষ করে যখন বৃহৎ পরিসরে সংরক্ষণের কথা আসে কারণ লিথিয়াম-আয়নে কোবাল্ট এবং নিকেলের মতো বিষাক্ত ধাতু পাওয়া যায়। এই ধাতুগুলি ফেলে দিলে জলের উৎস এবং বাস্তুতন্ত্রের ক্ষতি হতে পারে। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির অনুপযুক্ত নিষ্পত্তি ল্যান্ডফিল বা ব্যাটারি পুনর্ব্যবহারযোগ্য সুবিধাগুলিতে আগুন লাগার সাথেও যুক্ত বলে মনে করা হচ্ছে।

সৌভাগ্যবশত, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সাথে সম্পর্কিত খরচ বা পরিবেশগত উদ্বেগগুলি সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সাথে মোটেও প্রাসঙ্গিক নয় কারণ সোডিয়াম প্রাকৃতিকভাবে উচ্চ পুনর্ব্যবহারযোগ্যতা এবং উন্নত সুরক্ষা সহ সহজলভ্য সস্তা উপকরণ থেকে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায়। এই সমস্ত কারণগুলি সোডিয়াম-আয়নকে কেবল সাধারণ ইলেকট্রনিক ডিভাইসের জন্য স্ট্যান্ডার্ড ব্যাটারি অ্যাপ্লিকেশনের জন্যই নয় বরং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির জন্য শক্তি সঞ্চয়ের মতো অনেক বৃহত্তর স্কেল স্থাপনের জন্যও একটি ভাল প্রার্থী করে তোলে।

দীর্ঘস্থায়ী প্রভাব

শক্তি ক্ষেত্রের জন্য সস্তা এবং উন্নত প্রতিস্থাপনের জন্য উপলব্ধ কাঁচামাল পরিশোধনের জন্য বিজ্ঞানী এবং গবেষকদের নিরলস উন্নয়ন প্রচেষ্টার ফলে সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য সর্বশেষ আবিষ্কার এবং উন্নতি হয়েছে। বিজ্ঞানীদের দ্বারা উপস্থাপিত বেশ কয়েকটি প্রমাণ প্রমাণ করেছে যে সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির তুলনায় দীর্ঘস্থায়ী বিকল্প হতে পারে, বিশেষ করে কম খরচ, প্রাকৃতিক প্রাচুর্য এবং সোডিয়ামের টেকসই বৈশিষ্ট্যের কারণে বৃহত্তর পরিসরে ব্যবহারের জন্য।

নবায়নযোগ্য জ্বালানি ক্ষেত্রের জন্য বৃহৎ আকারের শক্তি সঞ্চয়ের চাহিদার ব্যতিক্রমী অবিচল বৃদ্ধি ইঙ্গিত দেয় যে সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারির বৃদ্ধির জন্য বিশাল সুযোগ রয়েছে, বিশেষ করে তাদের ক্রমবর্ধমান পণ্য পুনরাবৃত্তি চক্রের সাথে। তাই আগ্রহী বিনিয়োগকারীদের বাজারে প্রবেশের সুপারিশ করা হচ্ছে তার শীর্ষে পৌঁছানোর আগেই। পাইকারি ব্যবসার অনুপ্রেরণা এবং সোর্সিং ধারণা সম্পর্কে আরও তথ্যের জন্য, দেখুন আলিবাবা রিডস আজ.