সারাংশ
জিএমসিসি সফলভাবে 60138 স্ট্যান্ডার্ড আকারের একটি উদ্ভাবনী 5000F আল্ট্রাক্যাপাসিটর তৈরি করেছে, যা উচ্চ শক্তি ঘনত্ব (>10 Wh/kg) সম্পন্ন এবং একই সাথে উচ্চ পাওয়ার ঘনত্ব, প্রায় তাৎক্ষণিক চার্জিং ও ডিসচার্জিং, উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা, চরম তাপমাত্রা সহনশীলতা এবং ১০ লক্ষেরও বেশি চার্জ-ডিসচার্জ চক্রের পরিষেবা জীবন প্রদান করতে পারে। জিএমসিসি 5000F সেলটি পাওয়ার গ্রিডের জন্য জড়তা সমর্থন এবং প্রাথমিক ফ্রিকোয়েন্সি মডুলেশনের ক্ষমতাকে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করতে পারে এবং নেটওয়ার্কের সরঞ্জামগুলির কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে। একই সাথে, জিএমসিসি 5000F সেলটি স্বয়ংচালিত যানবাহন এবং অন্যান্য পাওয়ার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সহায়ক নিম্ন-তাপমাত্রার কোল্ড স্টার্ট, পাওয়ার সাপোর্ট, শক্তি পুনরুদ্ধার এবং তার-নিয়ন্ত্রিত নিম্ন-ভোল্টেজ বিদ্যুৎ সরবরাহের চাহিদা পূরণ করতে পারে।
ভূমিকা
আল্ট্রাক্যাপাসিটরএকটি অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য শক্তির উৎস হিসেবে, যা স্বল্প সময়ে উচ্চ বিদ্যুৎ প্রবাহ সরবরাহ করতে পারে, আজকাল আল্ট্রাক্যাপাসিটর ক্রমবর্ধমান মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। বিশ্বব্যাপী বিদ্যুতায়নের ক্রমবর্ধমান প্রসারের সাথে সাথে, শক্তি সঞ্চয়কারী ডিভাইসগুলোর শক্তি ও ক্ষমতার ঘনত্ব, গুণমান, নিরাপত্তা উন্নত করতে এবং খরচ কমাতে ব্যাপক প্রচেষ্টা চালানো হয়েছে। আল্ট্রাক্যাপাসিটরগুলো শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা হিসেবে ক্রমবর্ধমানভাবে গৃহীত হচ্ছে, যা গাড়ির বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন যেমন অ্যাডভান্সড ড্রাইভিং অ্যাসিস্ট্যান্স (ADAS), উদ্ভাবনী সাসপেনশন ও অ্যান্টি-রোল বার সিস্টেম এবং অ্যাডভান্সড ইমার্জেন্সি ব্রেকিং সিস্টেম (AEBS) ইত্যাদিকে সক্ষম করে তুলছে। অদূর ভবিষ্যতে, ফটোভোল্টাইক এবং বায়ুশক্তির মতো পরিচ্ছন্ন শক্তির বৃহৎ পরিসরে বিদ্যুৎ গ্রিড সংযোগের প্রেক্ষাপটে, আশা করা যায় যে আল্ট্রাক্যাপাসিটরগুলো পাওয়ার গ্রিড ফ্রিকোয়েন্সি মডুলেশনের মতো নতুন বিদ্যুৎ ব্যবস্থাগুলোর দ্রুত উন্নয়নে ভূমিকা রাখবে।
চিত্র ১ জিএমসিসি ২.৭ভি ৫০০০এফ ইডিএলসি সেল
5000F আল্ট্রাক্যাপাসিটর প্রযুক্তি
বর্তমানে, সুপারক্যাপাসিটর শিল্পে কোষের সর্বোচ্চ ক্যাপাসিট্যান্স মাত্র ৩০০০F, এবং যেহেতু ধনাত্মক ও ঋণাত্মক ইলেকট্রোডে থাকা সক্রিয় কার্বনের নির্দিষ্ট পৃষ্ঠতলের ক্ষেত্রফল কার্যকরভাবে ব্যবহৃত হওয়া থেকে অনেক দূরে, তাই এর বর্তমান কার্যকর ব্যবহারের হার মাত্র প্রায় ১০%। আল্ট্রাক্যাপাসিটরের শক্তি ঘনত্বের প্রতিবন্ধকতা ও সীমাবদ্ধতাগুলো ভাঙতে হলে এর উপাদানের গঠন, কঠিন-তরল সংযোগস্থল এবং তড়িৎ-রাসায়নিক ব্যবস্থায় কিছু মৌলিক উদ্ভাবন ও সমন্বয় সাধন করতে হবে।
জিএমসিসি বহুমাত্রিক ব্যাপক প্রযুক্তিগত অপ্টিমাইজেশন সম্পন্ন করেছে, যার মধ্যে রয়েছে আণবিক/আয়নিক স্কেল, পদার্থের মাইক্রো ও ন্যানো কাঠামো স্কেল, পদার্থের মাইক্রো কঠিন-তরল ইন্টারফেস স্কেল, পদার্থের কণা স্কেল, উচ্চ-ক্যাপাসিট্যান্স ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সিস্টেমের উন্নয়ন, সেল কাঠামোর নকশা ইত্যাদি। প্রথমত, কার্বন পদার্থের ছিদ্র কাঠামো এবং পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য গভীরভাবে বিশ্লেষণ ও অপ্টিমাইজ করা হয়েছে, এবং কার্বন পদার্থটিকে বিশেষভাবে একটি আন্তঃপ্রবেশকারী স্তরক্রমিক ছিদ্রযুক্ত কাঠামো (মাইক্রোপোর, মেসোপোর এবং ম্যাক্রোপোরগুলো পরস্পর বাধাহীন) দিয়ে ডিজাইন করা হয়েছে। দ্বিতীয়ত, আয়নের আকার, আয়নের সক্রিয়তা, সলভেশন প্রভাব, ইলেক্ট্রোলাইটের সান্দ্রতার মতো মূল সূচকগুলোকে ব্যাপকভাবে বিবেচনা করা হয়েছে। পদার্থ/ইলেক্ট্রোলাইটের কঠিন-তরল ইন্টারফেসের সামঞ্জস্য অধ্যয়নের উপর ভিত্তি করে, অ্যাক্টিভেটেড কার্বনের নির্দিষ্ট পৃষ্ঠতল ক্ষেত্রফলকে সর্বোচ্চ পরিমাণে সম্পূর্ণরূপে ব্যবহার করা হয়েছে এবং পৃষ্ঠে শোষিত চার্জের পরিমাণ ও ক্ষমতা ব্যাপকভাবে উন্নত করা হয়েছে। তৃতীয়ত, বিশেষ সেপারেটরটি যৌগিক ফাইবার উপাদান দিয়ে তৈরি, এবং এতে উচ্চ শক্তি, উচ্চ ছিদ্রতা এবং উচ্চ তরল শোষণ ক্ষমতার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। পরবর্তীতে, ইলেকট্রোডের কম্প্যাকশন ঘনত্ব ব্যাপকভাবে উন্নত করার জন্য দূষণমুক্ত শুষ্ক ইলেকট্রোড প্রক্রিয়া গ্রহণ করা হয়। একই সাথে, এটি সেলটিকে আরও ভালো কম্পন প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং দীর্ঘস্থায়ী কর্মক্ষমতা প্রদান করে, এবং আঠালো ফাইব্রোসিস প্রক্রিয়াটি উপাদান কণার পৃষ্ঠে লেগে থেকে ও জড়িয়ে একটি "খাঁচা" কাঠামো তৈরি করে, যা ইলেক্ট্রোলাইটের শোষণ এবং আয়নের চলাচলকে সহজতর করে। অবশেষে, জিএমসিসি অল-ট্যাব, অল-লেজার ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি প্রক্রিয়া গ্রহণ করে, এবং প্রাপ্ত সেলটি হলো একটি ধাতুবিদ্যাগতভাবে দৃঢ়-সংযুক্ত কাঠামো, যার ওহমিক সংযোগ রোধ কম এবং কম্পন প্রতিরোধ ক্ষমতা চমৎকার, যা অটোমোটিভ গ্রেড AECQ200 স্ট্যান্ডার্ডের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
| বৈদ্যুতিক স্পেসিফিকেশন | |
| Tটাইপ | C60W-2R7-5000 |
| রেটেড ভোল্টেজভিR | ২.৭V |
| সার্জ ভোল্টেজVS1 | ২.৮৫V |
| রেটেড ক্যাপাসিট্যান্স C২ | ৫০০০ ফাঃ |
| ক্যাপাসিট্যান্স সহনশীলতা৩ | -০%/+২০% |
| ইএসআর2 | ≤০.২৫mΩ |
| লিকেজ কারেন্টআমিL৪ | <9 mA |
| স্বেচ্ছায় ডিসচার্জের হার 5 | <২০% |
| সর্বোচ্চ স্থির কারেন্ট Iএমসিসি(ΔT = 15°C)6 | ১৩৬A |
| সর্বোচ্চ কারেন্টIসর্বোচ্চ7 | ৩.০ কেA |
| শর্ট কারেন্টআমিS8 | ১০.৮ কেএ |
| সংরক্ষিত শক্তিই9 | ৫.১ Wh |
| শক্তি ঘনত্বইd 10 | ৯.৯ ওয়াট-ঘণ্টা/কেজি |
| ব্যবহারযোগ্য শক্তি ঘনত্বPd11 | ৬.৮ কিলোওয়াট/কেজি |
| মিলে যাওয়া প্রতিবন্ধকতা শক্তিPডি ম্যাক্স12 | ১৪.২kW/kg |
সারণি ১: জিএমসিসি ২.৭ভি ৫০০০এফ ইডিএলসি সেলের মৌলিক বৈদ্যুতিক স্পেসিফিকেশন
একটি রেটেড ভোল্টেজসহ আল্ট্রাক্যাপাসিটর নির্দিষ্ট করার জন্য, সেলটিকে অবশ্যই কিছু শর্ত পূরণ করতে হবে। বিগত বছরগুলোতে এই শিল্পে একটি মান প্রতিষ্ঠিত হয়েছে। সর্বোচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা (বেশিরভাগ আল্ট্রাক্যাপাসিটরের জন্য ৬৫° সেলসিয়াস) এবং রেটেড ভোল্টেজে রাখলে, সেলটিকে অবশ্যই একটি নির্দিষ্ট জীবনকাল অর্জন করতে হবে এবং একই সাথে নির্ধারিত এন্ড অফ লাইফ ক্রাইটেরিয়ার মধ্যে থাকতে হবে। বেশিরভাগ আল্ট্রাক্যাপাসিটর প্রস্তুতকারকের জন্য জীবনকাল ১৫০০ ঘণ্টা নির্ধারণ করা হয়েছে এবং এন্ড অফ লাইফ ক্রাইটেরিয়া হলো ২০%-এর কম নমিনাল ক্যাপাসিট্যান্স লস এবং নির্দিষ্ট ESR মানের সর্বোচ্চ ১০০% বৃদ্ধি। চিত্র ২ দেখায় যে GMCC 5000F আল্ট্রাক্যাপাসিটর এই শর্তগুলো পূরণ করতে পারে।
চিত্র ২। ৬৫° সেলসিয়াস তাপমাত্রা এবং ২.৭ ভোল্ট ভোল্টেজে রাখা GMCC 5000F আল্ট্রাক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স (বাম রেখা) এবং ESR (ডান রেখা)-এর বিবর্তন।
ভবিষ্যৎ
আমরা বিশ্বাস করি যে, লক্ষ্য-ভিত্তিক ও নিবিড় গবেষণা ও উন্নয়ন কার্যক্রম আমাদেরকে কোষের সামগ্রিক কর্মক্ষমতা, বিশেষ করে কোষের ভোল্টেজ, আরও উন্নত করতে সক্ষম করবে। বর্তমান গবেষণাগারের ফলাফলের উপর ভিত্তি করে, আমরা আশা করি যে অদূর ভবিষ্যতে কোষের ভোল্টেজের পরবর্তী স্তরে পৌঁছানো সম্ভব হবে। এর ফলে আমরা জিএমসিসি আল্ট্রাক্যাপাসিটরের শক্তি ও ক্ষমতা ঘনত্ব বৃদ্ধি করতে পারব এবং ফলস্বরূপ, ক্রমাগত ক্ষুদ্রতর ও অধিক শক্তিশালী শক্তি সঞ্চয় সমাধানের ধারার সাথে তাল মিলিয়ে চলতে সক্ষম হব।
পোস্টের সময়: অক্টোবর-০৯-২০২৩