ଆମ ଦୈନନ୍ଦିନ ଜୀବନରେ ଲାପଟପ୍ ଏବଂ ମୋବାଇଲ୍ ଠାରୁ ଆରମ୍ଭ କରି ବୈଦ୍ୟୁତିକ କାର ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଅନେକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସକୁ ଶକ୍ତି ପ୍ରଦାନ କରିବା ପାଇଁ ରିଚାର୍ଜେବଲ୍ ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ। ଆଜି ବଜାରରେ ଉପଲବ୍ଧ ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ସାଧାରଣତଃ କୋଷର କେନ୍ଦ୍ରରେ ଥିବା ଏକ ତରଳ ଦ୍ରବଣ, ଯାହାକୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ କୁହାଯାଏ, ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ।

ଯେତେବେଳେ ବ୍ୟାଟେରୀ କୌଣସି ଡିଭାଇସକୁ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରଦାନ କରେ, ଲିଥିୟମ ଆୟନଗୁଡ଼ିକ ନକାରାତ୍ମକ ଚାର୍ଜ ହୋଇଥିବା ପ୍ରାନ୍ତ ବା ଆନୋଡ୍ ରୁ ତରଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ମାଧ୍ୟମରେ ଧନାତ୍ମକ ଚାର୍ଜ ହୋଇଥିବା ପ୍ରାନ୍ତ ବା କ୍ୟାଥୋଡକୁ ଗତି କରନ୍ତି। ଯେତେବେଳେ ବ୍ୟାଟେରୀକୁ ରିଚାର୍ଜ କରାଯାଏ, ଆୟନଗୁଡ଼ିକ କ୍ୟାଥୋଡରୁ ଅନ୍ୟ ଦିଗରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ମାଧ୍ୟମରେ ଆନୋଡ୍ ଆଡ଼କୁ ପ୍ରବାହିତ ହୁଅନ୍ତି।

ତରଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରୁଥିବା ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକର ଏକ ପ୍ରମୁଖ ସୁରକ୍ଷା ସମସ୍ୟା ରହିଛି: ଅଧିକ ଚାର୍ଜ ହେଲେ କିମ୍ବା ସର୍ଟ ସର୍କିଟ୍ ହେଲେ ଏଗୁଡ଼ିକ ନିଆଁ ଧରିପାରେ। ତରଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ପାଇଁ ଏକ ସୁରକ୍ଷିତ ବିକଳ୍ପ ହେଉଛି ଏକ ବ୍ୟାଟେରୀ ତିଆରି କରିବା ଯାହା ଆନୋଡ୍ ଏବଂ କ୍ୟାଥୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ବହନ କରିବା ପାଇଁ ଏକ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ବ୍ୟବହାର କରେ।

ତଥାପି, ପୂର୍ବ ଅଧ୍ୟୟନରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ ଏକ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଯୋଗୁଁ ଡେଣ୍ଡ୍ରାଇଟ୍ ନାମକ ଛୋଟ ଧାତୁ ବୃଦ୍ଧି ହୁଏ, ଯାହା ବ୍ୟାଟେରୀ ଚାର୍ଜ ହେଉଥିବା ସମୟରେ ଆନୋଡ୍ ଉପରେ ଜମା ହୁଏ। ଏହି ଡେଣ୍ଡ୍ରାଇଟ୍‌ଗୁଡ଼ିକ କମ୍ କରେଣ୍ଟରେ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକୁ ସର୍ଟ ସର୍କିଟ୍ କରନ୍ତି, ଯାହା ସେମାନଙ୍କୁ ବ୍ୟବହାର ଅଯୋଗ୍ୟ କରିଦିଏ।

ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଏବଂ ଆନୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ସୀମାରେ ଥିବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍‌ରେ ଛୋଟ ତ୍ରୁଟିରୁ ଡେଣ୍ଡ୍ରାଇଟ୍‌ର ବୃଦ୍ଧି ଆରମ୍ଭ ହୁଏ। ଭାରତର ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ ସମ୍ପ୍ରତି ଡେଣ୍ଡ୍ରାଇଟ୍‌ର ବୃଦ୍ଧିକୁ ଧୀର କରିବାର ଏକ ଉପାୟ ଆବିଷ୍କାର କରିଛନ୍ତି। ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଏବଂ ଆନୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ପତଳା ଧାତୁ ସ୍ତର ଯୋଡି, ସେମାନେ ଡେଣ୍ଡ୍ରାଇଟ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ଆନୋଡ୍‌ରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଇବାରୁ ବନ୍ଦ କରିପାରିବେ।

ଏହି ପତଳା ଧାତୁ ସ୍ତର ନିର୍ମାଣ କରିବା ପାଇଁ ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ ଆଲୁମିନିୟମ ଏବଂ ଟଙ୍ଗଷ୍ଟନକୁ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ଧାତୁ ଭାବରେ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବାକୁ ବାଛିଥିଲେ। କାରଣ ଆଲୁମିନିୟମ କିମ୍ବା ଟଙ୍ଗଷ୍ଟନ ଲିଥିୟମ ସହିତ ମିଶ୍ରିତ ହୁଏ ନାହିଁ, କିମ୍ବା ମିଶ୍ରଧାତୁ ନୁହେଁ। ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ ବିଶ୍ୱାସ କରିଥିଲେ ଯେ ଏହା ଲିଥିୟମରେ ତ୍ରୁଟି ସୃଷ୍ଟି ହେବାର ସମ୍ଭାବନାକୁ ହ୍ରାସ କରିବ। ଯଦି ବଛାଯାଇଥିବା ଧାତୁ ଲିଥିୟମ ସହିତ ମିଶ୍ରିତ ହୁଏ, ତେବେ ସମୟ ସହିତ ଅଳ୍ପ ପରିମାଣର ଲିଥିୟମ ଧାତୁ ସ୍ତର ଭିତରକୁ ଯାଇପାରିବ। ଏହା ଲିଥିୟମରେ ଏକ ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନ ନାମକ ଏକ ପ୍ରକାରର ତ୍ରୁଟି ଛାଡିଦେବ ଯେଉଁଠାରେ ଏକ ଡେଣ୍ଡ୍ରାଇଟ୍ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇପାରେ।

ଧାତୁ ସ୍ତରର ପ୍ରଭାବ ପରୀକ୍ଷା କରିବା ପାଇଁ, ତିନି ପ୍ରକାରର ବ୍ୟାଟେରୀ ଏକତ୍ରିତ କରାଯାଇଥିଲା: ଲିଥିୟମ୍ ଆନୋଡ୍ ଏବଂ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ଆଲୁମିନିୟମର ଏକ ପତଳା ସ୍ତର ସହିତ ଗୋଟିଏ, ଟଙ୍ଗଷ୍ଟନର ଏକ ପତଳା ସ୍ତର ସହିତ ଗୋଟିଏ, ଏବଂ ଧାତୁ ସ୍ତର ବିନା ଗୋଟିଏ।

ବ୍ୟାଟେରୀ ପରୀକ୍ଷଣ କରିବା ପୂର୍ବରୁ, ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ ଆନୋଡ୍ ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ସୀମାକୁ ନିକଟରୁ ଦେଖିବା ପାଇଁ ଏକ ଉଚ୍ଚ କ୍ଷମତାସମ୍ପନ୍ନ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପ୍, ଯାହାକୁ ସ୍କାନିଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପ୍ କୁହାଯାଏ, ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ। ସେମାନେ ନମୁନାରେ କୌଣସି ଧାତବ ସ୍ତର ନଥିବା ଛୋଟ ଫାଙ୍କ ଏବଂ ଗାତ ଦେଖିଥିଲେ, ଏବଂ ଉଲ୍ଲେଖ କରିଥିଲେ ଯେ ଏହି ତ୍ରୁଟିଗୁଡ଼ିକ ଡେଣ୍ଡ୍ରାଇଟ୍ ବୃଦ୍ଧି ପାଇବାର ସମ୍ଭାବନା ଥିବା ସ୍ଥାନ। ଆଲୁମିନିୟମ୍ ଏବଂ ଟଙ୍ଗଷ୍ଟନ୍ ସ୍ତର ଥିବା ଉଭୟ ବ୍ୟାଟେରୀ ସୁଗମ ଏବଂ ନିରନ୍ତର ଦେଖାଯାଉଥିଲା।

ପ୍ରଥମ ପରୀକ୍ଷଣରେ, ପ୍ରତ୍ୟେକ ବ୍ୟାଟେରୀ ମଧ୍ୟରେ 24 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ ଏକ ସ୍ଥିର ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରବାହ ଘୁରି ବୁଲାଉଥିଲା। କୌଣସି ଧାତୁ ସ୍ତର ନଥିବା ବ୍ୟାଟେରୀଟି ପ୍ରଥମ 9 ଘଣ୍ଟା ମଧ୍ୟରେ ସର୍ଟ ସର୍କିଟ୍ ହୋଇ ବିଫଳ ହୋଇଥିଲା, ସମ୍ଭବତଃ ଡେଣ୍ଡ୍ରାଇଟ୍ ବୃଦ୍ଧି ଯୋଗୁଁ। ଏହି ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ପରୀକ୍ଷଣରେ ଆଲୁମିନିୟମ୍ କିମ୍ବା ଟଙ୍ଗଷ୍ଟନ୍ ଥିବା ବ୍ୟାଟେରୀ ବିଫଳ ହୋଇନଥିଲା।

ଡେଣ୍ଡ୍ରାଇଟ୍ ବୃଦ୍ଧିକୁ ରୋକିବା ପାଇଁ କେଉଁ ଧାତୁ ସ୍ତର ଭଲ ଥିଲା ତାହା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବା ପାଇଁ, କେବଳ ଆଲୁମିନିୟମ୍ ଏବଂ ଟଙ୍ଗଷ୍ଟନ୍ ସ୍ତର ନମୁନା ଉପରେ ଆଉ ଏକ ପରୀକ୍ଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। ଏହି ପରୀକ୍ଷଣରେ, ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକୁ ପୂର୍ବ ପରୀକ୍ଷଣରେ ବ୍ୟବହୃତ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଘନତ୍ୱରୁ ଆରମ୍ଭ କରି ପ୍ରତ୍ୟେକ ପଦକ୍ଷେପରେ ଅଳ୍ପ ପରିମାଣରେ ବୃଦ୍ଧି କରି ବର୍ଦ୍ଧିତ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଘନତ୍ୱ ମାଧ୍ୟମରେ ଚକ୍ରିତ କରାଯାଇଥିଲା।

ବ୍ୟାଟେରୀଟି ଯେଉଁ କରେଣ୍ଟ ଘନତାରେ ସର୍ଟ ସର୍କିଟ୍ ହୋଇଥିଲା ତାହା ଡେଣ୍ଡ୍ରାଇଟ୍ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ କରେଣ୍ଟ ଘନତା ବୋଲି ବିଶ୍ୱାସ କରାଯାଉଥିଲା। ଆଲୁମିନିୟମ୍ ସ୍ତର ଥିବା ବ୍ୟାଟେରୀଟି ପ୍ରାରମ୍ଭିକ କରେଣ୍ଟର ତିନି ଗୁଣରେ ବିଫଳ ହୋଇଥିଲା, ଏବଂ ଟଙ୍ଗଷ୍ଟନ୍ ସ୍ତର ଥିବା ବ୍ୟାଟେରୀଟି ପ୍ରାରମ୍ଭିକ କରେଣ୍ଟର ପାଞ୍ଚ ଗୁଣରୁ ଅଧିକ ବିଫଳ ହୋଇଥିଲା। ଏହି ପରୀକ୍ଷଣ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ଟଙ୍ଗଷ୍ଟନ୍ ଆଲୁମିନିୟମ୍ ଠାରୁ ଭଲ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିଥିଲା।

ପୁଣିଥରେ, ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ ଆନୋଡ୍ ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ସୀମା ଯାଞ୍ଚ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ସ୍କାନିଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପ୍ ବ୍ୟବହାର କଲେ। ସେମାନେ ଦେଖିଲେ ଯେ ପୂର୍ବ ପରୀକ୍ଷଣରେ ମାପ କରାଯାଇଥିବା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଘନତ୍ୱର ଦୁଇ ତୃତୀୟାଂଶରେ ଧାତୁ ସ୍ତରରେ ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନ ସୃଷ୍ଟି ହେବା ଆରମ୍ଭ ହୋଇଛି। ତଥାପି, ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଘନତ୍ୱର ଏକ ତୃତୀୟାଂଶରେ ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନ ଉପସ୍ଥିତ ନଥିଲା। ଏହା ନିଶ୍ଚିତ କଲା ଯେ ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନ ଡେଣ୍ଡ୍ରାଇଟ୍ ବୃଦ୍ଧିକୁ ଆଗକୁ ବଢ଼ାଏ।

ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ ତା’ପରେ ଟଙ୍ଗଷ୍ଟନ୍ ଏବଂ ଆଲୁମିନିୟମ୍ କିପରି ଶକ୍ତି ଏବଂ ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରନ୍ତି ସେ ବିଷୟରେ ଆମେ ଯାହା ଜାଣୁ ତାହା ବ୍ୟବହାର କରି ଲିଥିୟମ୍ ଏହି ଧାତୁଗୁଡ଼ିକ ସହିତ କିପରି କ୍ରିୟାଶୀଳ ହୁଏ ତାହା ବୁଝିବା ପାଇଁ ଗଣନା କରିଥିଲେ। ସେମାନେ ଦର୍ଶାଇଥିଲେ ଯେ ଲିଥିୟମ୍ ସହିତ କ୍ରିୟା କରିବା ସମୟରେ ଆଲୁମିନିୟମ୍ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକରେ ପ୍ରକୃତରେ ଶୂନ୍ୟସ୍ଥାନ ବିକାଶ ହେବାର ସମ୍ଭାବନା ଅଧିକ ଥାଏ। ଏହି ଗଣନା ବ୍ୟବହାର କରିବା ଦ୍ୱାରା ଭବିଷ୍ୟତରେ ପରୀକ୍ଷା କରିବା ପାଇଁ ଅନ୍ୟ ପ୍ରକାରର ଧାତୁ ବାଛିବା ସହଜ ହେବ।

ଏହି ଅଧ୍ୟୟନରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଏବଂ ଆନୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ପତଳା ଧାତୁ ସ୍ତର ଯୋଡାଗଲେ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ଅଧିକ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟ ହୋଇଥାଏ। ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ ଏହା ମଧ୍ୟ ଦର୍ଶାଇଛନ୍ତି ଯେ ଗୋଟିଏ ଧାତୁ ଉପରେ ଅନ୍ୟ ଏକ ଧାତୁ ବାଛିବା, ଏହି କ୍ଷେତ୍ରରେ ଆଲୁମିନିୟମ୍ ପରିବର୍ତ୍ତେ ଟଙ୍ଗଷ୍ଟନ୍, ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକୁ ଆହୁରି ଅଧିକ ସମୟ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ସ୍ଥାୟୀ କରିପାରିବ। ଏହି ପ୍ରକାରର ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାରେ ଉନ୍ନତି ଆଣିବା ଦ୍ୱାରା ସେମାନେ ଆଜି ବଜାରରେ ଥିବା ଅତ୍ୟନ୍ତ ଜ୍ୱଳନଶୀଳ ତରଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକୁ ବଦଳାଇବା ପାଇଁ ଗୋଟିଏ ପଦକ୍ଷେପ ନିକଟତର ହେବେ।