Thin And Flexible Batteries , Innovation Of Batteries ,

अतुलनिय पातळ व लवचिक बॅटरीज भाग १

पूर्वीच्या काळी संगणक घराच्या आकाराचे होते आता नॅनो तंत्रज्ञानाचा जमाना आहे त्यामुळे त्यांचे स्वरूप डोळ्यांनी दिसणार नाही अशा आकाराचे झाले आहेत . याच धर्तीवर जुन्या पारंपारिक बॅटरी फार अवजड व मोठ्या आकाराच्या होत्या . आता जमाना नॅनो पिको तंत्रज्ञानाचा होत आहे . बॅटरीच्या जुन्या संकल्पना आता बदलत आहेत . आता बॅटरी पातळ व लवचिक स्वरूपात बाजारामध्ये येत आहेत . यावर थोडे विस्तृत जाणण्याचा प्रयत्न करूयात .

रचना

मुळात बॅटरीचे बेसिक असे आहे की धन व ऋण आयन ज्याला थोडक्यात ऊर्जा म्हणतात, जी केमिकल स्वरूपात साठवली जाते व नंतर इलेक्ट्रोकेमिकल प्रोसेसने कन्व्हर्ट (रूपांतरित) करून विद्युत एनर्जी मध्ये आपल्याला प्राप्त होते. दुसऱ्या शब्दात बॅटरीचे स्वरूप म्हणजे बॅटरीमध्ये दोन धातू वापरले जातात बॅटरीचे दोन्ही टोक दोन वेगवेगळ्या धातूंना जोडलेले असतात अनोड म्हणजे धन अग्र पासून इलेक्ट्रॉन मुक्त किंवा उत्सर्जित होतात व कॅथोड म्हणजेच ऋण अग्र कडे वाहतात . हे इलेक्ट्रॉन ज्या माध्यमातून वाहतील ते माध्यम आपापल्या ठरवलेल्या उद्देशाप्रमाणे प्रतिक्रिया करतात जसे की विद्युत भार म्हणून बल्ब असेल तर इलेक्ट्रॉन वहनाने तो चमकेल किंवा कॉईल लावली असेल तर उष्णता निर्माण करेल किंवा चुंबकीय बल तयार करेल वैगरे ही झाली बॅटरीची पायाभूत रचना व वापर प्रणाली . सहसा पारंपारिक बॅटरीमध्ये अनोड म्हणजे धन अग्र हे जस्त म्हणजे झिंक व कॅथोड क्यूप्रम म्हणजे तांबे या धातूपासून बनलेली इलेक्ट्रोड असतात व या दोहोंमध्ये मीठ किंवा SO4 असते ज्यावेळी तांबे ऑक्सिडाईड होते तेव्हा इलेक्ट्रॉन निर्मिती होते व झींक रिज्युसेड होऊन इलेक्ट्रॉन्स कन्झ्युम केले जातात. ही बॅटरीच्या पायाभूत संकल्पने पैकी एक आहे .

आता नॅनो पिको च्या जमान्यात जेथे पारंपरिक जुन्या जड व मोठ्या आकाराच्या बॅटरीज वापरणे शक्य नाही , आशा ठिकाणी बॅटरीच्या जागी लवकरच एकदम पातळ अर्धा किंवा एक मिलिमीटर जाडीच्या व लवचिक बॅटरीज वापरात येत आहेत . ज्या की पुरेशा दमदार व मजबूत असणार आहेत .

बॅटरी तंत्रज्ञानात आता क्रांतिकारक बदल होत आहेत . विलक्षण अशा पातळ म्हणजे एक मिलिमीटर किंवा त्यापेक्षा कमी जाडीच्या लवचिक सोबतच पुरेशा मजबूत बॅटरी पारंपरिक बॅटरीच्या जागा घेत आहेत . ही पातळ आकाराची जाडी एका विशेष छपाई प्रक्रिया द्वारे बनवतात ज्यामध्ये एनोड म्हणजे धन अग्र व कॅथोड म्हणजे ऋण अग्र मुद्रित असतात या बॅटरी मुद्रण प्रक्रियेसाठी ऍसिड बेस्ड झिंक कार्बन सारखे पदार्थ यांचे द्रावण वापरले जाते बॅटरीची लवचिकता प्रभाराधारित द्रावण कशावर मुद्रित केले जात आहे म्हणजे सिलिकॉन वा प्लास्टिक किंवा रबर यावर ठरते

दोन गोष्टीवर बॅटरीची जाडी व लवचिकता ही अवलंबून आहे जसे की सेल चा लघुत्तम आकार व ज्यावर मुद्रण केले जाते तो पदार्थ हे संयोजन किंवा कॉम्बिनेशन ठरवते की बॅटरीचा लवचिकपणा व जाडी ते ही तिच्या परफॉर्मन्स ला अडथळा न येता किती योग्य चालेल .

अधिक सेल चा समूह असलेल्या बॅटरीज पारंपरिक पदार्थांमध्ये त्यांच्यातील लवचिकता वाढण्यासाठी बदलली जात आहे यामध्ये इलेक्ट्रोलाईट म्हणजे द्रव किंवा मेद स्वरूपातील पदार्थ तसेच इलेक्ट्रोड्स धन व ऋण अग्र आणि हे ज्यावर मुद्रण केले जाते तो पदार्थ व त्याचे वेस्टण हे सर्व जाळीदार संरचनेत घन किंवा अर्ध घन पदार्थ वापरून बॅटरी वाकली तरी आयोनिक प्रवाह थांबला नाही पाहिजे अशा दृष्टीने काम होत आहे .

ऋण अग्र व आयनप्रभारित पदार्थातील नाविन्यता इनोवेशन ऑफ इलेक्ट्रोड एंड इलेक्ट्रोलाईट Innovation Of Electrode And Electrolyte

लवचिक बॅटरी साठी रसायनशास्त्राद्वारे निर्धारित इलेक्ट्रोड ची प्रामुख्याने निवड केली जाते .

या साठी मुख्यतः बऱ्याचदा कार्बन व प्राथमिक लिथियमाधारीत कंपाऊंड चा वापर नॉन रिचार्जेबल उद्देशसाठी केला जातो . मुद्रण प्रक्रिया हे सर्व मटेरियल जाळीदार थराच्या स्वरूपात छापते . इलेक्ट्रोड साठी नॅनो ट्युब चा वापर होत आहे, अशा मुळे बॅटरी मधिल लवचिकता व पातळपणा मध्ये वृद्धि होण्यास मदत होत आहे .

पातळ बॅटरीसाठी ठराविक पद्धतिने घन स्वरूपाचे विद्युत प्रभारी संयुगे वापरतात .

गरज

सध्याच्या काळातील जीवनातील सर्व गॅजेट्स म्हणजे उपकरणे आकाराने लहान बनत चालले आहेत . म्हणून उपकरणा साठीच्या बॅटरीज देखिल अल्ट्रा थीन म्हणजे जास्तितजास्त पातळ व फ्लेक्झिबल म्हणजे लवचिक बनत आहेत . जुन्या पारंपरीक बॅटरी वापरणे व्यावहार्य नसल्याने लहान व स्मार्ट उपकरणासाठी बॅटरीज देखिल लहान व स्मार्ट आवश्यक आहेत . वेअरेबल म्हणजे आपण परिधान करायची उपकरणे उदा० घड्याळ, कानातील मशिन , स्पाय कॅमेरे, मोबाईल वैद्यकिय क्षेत्रातील उपकरणे वैगेरे .

फायदे

नोटेच्या आकाराचे मोबाईल उपलब्ध होतील . कानातील मशिन् सहज लक्षात येणार नाहीत अशा आकारात असतिल . इलेक्ट्रॉनिक्स चष्मा वा स्पाय कॅमेरा वैगेरे आणखी लहान स्वरूपात उपलब्ध होतील .

पुढील भागात पातळ व लवचिक बॅटरी विषयी आणखी माहिती घेऊया .