ব্যাটারি কবে আবিষ্কৃত হয়?

ব্যাটারি কবে আবিষ্কৃত হয়?

ব্যাটারি বিশ্ববিদ্যালয়

গত 400 বছরে সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য এবং অভিনব আবিষ্কারগুলির মধ্যে একটি ছিল বিদ্যুৎ। আমরা জিজ্ঞাসা করতে পারি, "বিদ্যুৎ কি এতদিন ধরে ছিল?" উত্তরটি হ্যাঁ, এবং সম্ভবত আরও দীর্ঘ, কিন্তু এর ব্যবহারিক ব্যবহার শুধুমাত্র 1800-এর দশকের মাঝামাঝি থেকে শেষ পর্যন্ত এবং প্রথমে সীমিত উপায়ে আমাদের নিষ্পত্তি হয়েছে। 1893 সালের শিকাগোর বিশ্ব কলম্বিয়া প্রদর্শনীকে 250,000 আলোক বাল্ব দিয়ে আলোকিত করা এবং প্যারিসে 1900 সালের বিশ্ব মেলার সময় সেন নদীর উপর একটি সেতু আলোকিত করা।
বিদ্যুতের ব্যবহার আরও পিছিয়ে যেতে পারে। বাগদাদের কাছে 1936 সালে একটি রেলপথ নির্মাণের সময়, শ্রমিকরা একটি প্রাগৈতিহাসিক ব্যাটারি, যা পার্থিয়ান ব্যাটারি নামেও পরিচিত বলে মনে হয়েছিল তা আবিষ্কার করেছিলেন। বস্তুটি পার্থিয়ান যুগের এবং 2,000 বছর পুরানো বলে মনে করা হয়। ব্যাটারিতে একটি মাটির পাত্র ছিল যা ভিনেগারের দ্রবণে ভরা ছিল যার মধ্যে একটি তামার সিলিন্ডার দ্বারা বেষ্টিত একটি লোহার রড ঢোকানো হয়েছিল। এই ডিভাইসটি 1.1 থেকে 2.0 ভোল্ট বিদ্যুৎ উৎপাদন করে। চিত্র 1 পার্থিয়ান ব্যাটারি চিত্রিত করে।

চিত্র 1: পার্থিয়ান ব্যাটারি। একটি প্রাগৈতিহাসিক ব্যাটারির একটি মাটির পাত্রে একটি তামার সিলিন্ডার দ্বারা বেষ্টিত একটি লোহার রড রয়েছে। ভিনেগার বা ইলেক্ট্রোলাইটিক দ্রবণে পূর্ণ হলে, জারটি 1.1 থেকে 2 ভোল্ট উৎপন্ন করে।
সব বিজ্ঞানীই পার্থিয়ান ব্যাটারিকে শক্তির উৎস হিসেবে গ্রহণ করেন না। এটা সম্ভব যে ডিভাইসটি ইলেক্ট্রোপ্লেটিং এর জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল, যেমন একটি পৃষ্ঠে সোনা বা অন্যান্য মূল্যবান ধাতুর একটি স্তর যুক্ত করা। মিশরীয়রা 4,300 বছর আগে তামার উপর ইলেক্ট্রোপ্লেট অ্যান্টিমনি দিয়েছিল বলে জানা যায়। প্রত্নতাত্ত্বিক প্রমাণগুলি থেকে জানা যায় যে ব্যাবিলনীয়রাই প্রথম আঙুরের রসের উপর ভিত্তি করে সোনার প্লেট পাথরের পাত্রে ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করে গহনা তৈরিতে একটি গ্যালভানিক কৌশল আবিষ্কার এবং নিযুক্ত করেছিল। পার্থিয়ানরা, যারা বাগদাদ (আনুমানিক 250 খ্রিস্টপূর্বাব্দ) শাসন করেছিল, তারা রূপাকে ইলেক্ট্রোপ্লেট করার জন্য ব্যাটারি ব্যবহার করতে পারে।
আধুনিক সময়ে বিদ্যুত উৎপন্ন করার প্রাচীনতম পদ্ধতিগুলির মধ্যে একটি ছিল স্ট্যাটিক চার্জ তৈরি করা। 1660 সালে, অটো ভন গুয়েরিক একটি বৃহৎ সালফার গ্লোব ব্যবহার করে একটি বৈদ্যুতিক যন্ত্র তৈরি করেছিলেন যা ঘষা এবং ঘুরলে পালক এবং কাগজের ছোট টুকরোগুলিকে আকর্ষণ করে। গুয়েরিক প্রমাণ করতে সক্ষম হয়েছিলেন যে উত্পন্ন স্ফুলিঙ্গগুলি বৈদ্যুতিক প্রকৃতির ছিল।
স্ট্যাটিক বিদ্যুতের প্রথম ব্যবহারিক ব্যবহার ছিল "বৈদ্যুতিক পিস্তল", যা আলেসান্দ্রো ভোল্টা (1745-1827) আবিষ্কার করেছিলেন। তিনি দূর-দূরত্বের যোগাযোগ প্রদানের কথা ভেবেছিলেন, যদিও শুধুমাত্র একটি বুলিয়ান বিট। কোমো থেকে ইতালির মিলান পর্যন্ত কাঠের খুঁটি দ্বারা সমর্থিত একটি লোহার তার লাগানো ছিল। প্রাপ্তির শেষে, তারটি মিথেন গ্যাসে ভরা একটি বয়ামে শেষ হয়ে যাবে। একটি কোডেড ইভেন্টের সংকেত দিতে, বৈদ্যুতিক পিস্তলটি বিস্ফোরণের উদ্দেশ্যে তারের মাধ্যমে একটি বৈদ্যুতিক স্পার্ক পাঠানো হবে। এই যোগাযোগ লিঙ্ক কখনও নির্মিত হয়নি. চিত্র 1-2 আলেসান্দ্রো ভোল্টার একটি পেন্সিল রেন্ডারিং দেখায়।

চিত্র 2: আলেসান্দ্রো ভোল্টা, বৈদ্যুতিক ব্যাটারির উদ্ভাবক
বৈদ্যুতিক প্রবাহ দ্বারা পানির পচনের ভোল্টার আবিষ্কার ইলেক্ট্রোকেমিস্ট্রির ভিত্তি স্থাপন করেছিল।
Cadex এর সৌজন্যে

1791 সালে, বোলোগনা বিশ্ববিদ্যালয়ে কাজ করার সময়, লুইগি গ্যালভানি আবিষ্কার করেছিলেন যে একটি ধাতব বস্তু দ্বারা স্পর্শ করলে একটি ব্যাঙের পেশী সংকুচিত হবে। এই ঘটনাটি পশু বিদ্যুৎ নামে পরিচিত হয়ে ওঠে। এই পরীক্ষাগুলির দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়ে, ভোল্টা দস্তা, সীসা, টিন এবং লোহাকে পজিটিভ প্লেট (ক্যাথোড) হিসাবে ব্যবহার করে একাধিক পরীক্ষা শুরু করে; এবং তামা, রূপা, সোনা এবং গ্রাফাইট নেতিবাচক প্লেট (অ্যানোড) হিসাবে। গ্যালভানিক বিদ্যুতের প্রতি আগ্রহ শীঘ্রই ব্যাপক হয়ে ওঠে।
প্রারম্ভিক ব্যাটারি
ভোল্টা 1800 সালে আবিষ্কার করেছিলেন যে নির্দিষ্ট তরলগুলি পরিবাহী হিসাবে ব্যবহার করার সময় বৈদ্যুতিক শক্তির একটি অবিচ্ছিন্ন প্রবাহ তৈরি করবে। এই আবিষ্কারটি প্রথম ভোল্টাইক কোষের উদ্ভাবনের দিকে পরিচালিত করে, যা সাধারণত ব্যাটারি নামে পরিচিত। ভোল্টা আরও আবিষ্কার করেছিলেন যে ভোল্টাটিক কোষগুলি একে অপরের উপরে স্ট্যাক করা হলে ভোল্টেজ বৃদ্ধি পাবে। চিত্র 3 যেমন একটি সিরিয়াল সংযোগ চিত্রিত.

চিত্র 1-3: চারটি বৈচিত্র
ভোল্টার বৈদ্যুতিক ব্যাটারির
একটি ব্যাটারিতে ধাতুর বিভিন্ন বৈদ্যুতিক প্রভাব রয়েছে। ভোল্টা লক্ষ্য করেছেন যে ভিন্ন পদার্থের সাথে ভোল্টেজের সম্ভাব্যতা একে অপরের থেকে যত দূরে ছিল ততই শক্তিশালী হয়েছে।
নীচে তালিকাভুক্ত ধাতুগুলির মধ্যে প্রথম সংখ্যাটি হল ইলেকট্রনকে আকর্ষণ করার সম্বন্ধ; দ্বিতীয়টি হল প্রথম জারণ অবস্থা থেকে আদর্শ সম্ভাব্য।
জিঙ্ক = 1.6/-0.76 V
সীসা = 1.9/-0.13 V
টিন = 1.8/-1.07 V
আয়রন = 1.8/-0.04 V
তামা = 1.9 / 0.159 V
সিলভার = 1.9 / 1.98 V
স্বর্ণ = 2.4 / 1.83 V
কার্বন = 2.5 / 0.13 V
ধাতু ব্যাটারির ভোল্টেজ নির্ধারণ করে; তারা নোনা জলে ভিজিয়ে আর্দ্র কাগজ দিয়ে আলাদা করা হয়েছিল।
Cadex এর সৌজন্যে
একই বছরে, ভোল্টা লন্ডনের রয়্যাল সোসাইটিতে বিদ্যুতের একটি অবিচ্ছিন্ন উত্সের আবিষ্কার প্রকাশ করেন। আর পরীক্ষাগুলি স্ফুলিঙ্গের একটি সংক্ষিপ্ত প্রদর্শনের মধ্যে সীমাবদ্ধ ছিল না যা এক সেকেন্ডের একটি ভগ্নাংশ স্থায়ী হয়েছিল। বৈদ্যুতিক স্রোতের অবিরাম প্রবাহ এখন সম্ভব বলে মনে হচ্ছে।
ভোল্টার আবিষ্কারকে আনুষ্ঠানিকভাবে স্বীকৃতি দেওয়া প্রথম দেশগুলির মধ্যে একটি ফ্রান্স। এটি এমন একটি সময়ে ছিল যখন ফ্রান্স বৈজ্ঞানিক অগ্রগতির উচ্চতায় পৌঁছেছিল এবং নতুন ধারণাগুলিকে উন্মুক্ত অস্ত্র দিয়ে স্বাগত জানানো হয়েছিল, যা দেশের রাজনৈতিক এজেন্ডাকে সমর্থন করতে সহায়তা করেছিল। আমন্ত্রণে, ভোল্টা ফ্রান্সের ইনস্টিটিউটে বক্তৃতার একটি সিরিজে ভাষণ দেন যেখানে নেপোলিয়ন বোনাপার্ট ইনস্টিটিউটের সদস্য হিসাবে উপস্থিত ছিলেন (চিত্র 4 দেখুন)।

চিত্র 4: ফ্রান্সের ইনস্টিটিউটে ভোল্টার পরীক্ষা
ভোল্টার আবিষ্কারগুলি বিশ্বকে এতটাই মুগ্ধ করেছিল যে 1800 সালের নভেম্বরে ফরাসি ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট তাকে নেপোলিয়ন বোনাপার্টের অংশগ্রহণকারী ইভেন্টগুলিতে বক্তৃতা দেওয়ার জন্য আমন্ত্রণ জানায়। নেপোলিয়ন পরীক্ষা-নিরীক্ষায় সাহায্য করেছিলেন, ব্যাটারি থেকে স্ফুলিঙ্গ আঁকতে, একটি ইস্পাতের তার গলিয়ে, একটি বৈদ্যুতিক পিস্তল নিঃসরণ করতে এবং এর উপাদানগুলিতে জল পচতে।
Cadex এর সৌজন্যে
1800 সালে, খনির নিরাপত্তা বাতির উদ্ভাবক স্যার হামফ্রি ডেভি বিদ্যুতের রাসায়নিক প্রভাব পরীক্ষা করা শুরু করেন এবং আবিষ্কার করেন যে পদার্থের মধ্য দিয়ে বৈদ্যুতিক প্রবাহ অতিক্রম করার সময় পচন ঘটে। এই প্রক্রিয়াটিকে পরবর্তীতে ইলেক্ট্রোলাইসিস বলা হয়। তিনি লন্ডনের রয়্যাল ইনস্টিটিউশনের ভল্টে বিশ্বের বৃহত্তম এবং সবচেয়ে শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ব্যাটারি ইনস্টল করে নতুন আবিষ্কার করেছেন। চারকোল ইলেক্ট্রোডের সাথে ব্যাটারি সংযুক্ত করার ফলে প্রথম বৈদ্যুতিক আলো উৎপন্ন হয়। প্রত্যক্ষদর্শীরা রিপোর্ট করেছেন যে তার ভোল্টাইক আর্ক ল্যাম্প "এখন পর্যন্ত দেখা আলোর সবচেয়ে উজ্জ্বল আরোহী খিলান" তৈরি করেছে।
1802 সালে, উইলিয়াম ক্রিকশ্যাঙ্ক ব্যাপক উত্পাদনের জন্য প্রথম বৈদ্যুতিক ব্যাটারি ডিজাইন করেছিলেন। Cruickshank দস্তার সমান আকারের শীট আকারের সাথে তামার বর্গাকার শীট সাজিয়েছে। এই শীটগুলি একটি লম্বা আয়তক্ষেত্রাকার কাঠের বাক্সে স্থাপন করা হয়েছিল এবং একসাথে সোল্ডার করা হয়েছিল। বাক্সের খাঁজগুলি ধাতব প্লেটগুলিকে অবস্থানে ধরে রাখে, এবং সিল করা বাক্সটি তারপরে ব্রাইনের ইলেক্ট্রোলাইট বা জলযুক্ত ডাউন অ্যাসিড দিয়ে ভরা হয়। এটি প্লাবিত ব্যাটারির অনুরূপ যা আজও আমাদের সাথে রয়েছে। চিত্র 5 ক্রিকশ্যাঙ্কের ব্যাটারি ওয়ার্কশপকে চিত্রিত করে।

চিত্র 5: ক্রুকশ্যাঙ্ক এবং প্রথম প্লাবিত ব্যাটারি। উইলিয়াম ক্রুকশ্যাঙ্ক, একজন ইংরেজ রসায়নবিদ, ইলেক্ট্রোলাইট দ্রবণে ভরা কাঠের বাক্সে দস্তা এবং তামার প্লেট যুক্ত করে বৈদ্যুতিক কোষের একটি ব্যাটারি তৈরি করেছিলেন। এই প্লাবিত নকশাটি ব্যবহারের সাথে শুকিয়ে না যাওয়ার সুবিধা ছিল এবং ভোল্টার ডিস্ক বিন্যাসের চেয়ে বেশি শক্তি সরবরাহ করেছিল।
Cadex এর সৌজন্যে
রিচার্জেবল ব্যাটারির আবিষ্কার
1836 সালে, জন এফ. ড্যানিয়েল, একজন ইংরেজ রসায়নবিদ, একটি উন্নত ব্যাটারি তৈরি করেছিলেন যা আগের ডিভাইসের তুলনায় একটি স্থির কারেন্ট তৈরি করেছিল। এই সময় পর্যন্ত, সমস্ত ব্যাটারি প্রাথমিক ছিল, যার অর্থ তাদের রিচার্জ করা যাবে না। 1859 সালে, ফরাসি পদার্থবিদ Gaston Planté প্রথম রিচার্জেবল ব্যাটারি আবিষ্কার করেন। এটি সীসা অ্যাসিডের উপর ভিত্তি করে ছিল, একটি সিস্টেম যা আজও ব্যবহৃত হয়।
1899 সালে, সুইডেনের ওয়াল্ডেমার জংনার নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারি (NiCd) উদ্ভাবন করেন, যা পজিটিভ ইলেক্ট্রোড (ক্যাথোড) এর জন্য নিকেল এবং নেতিবাচক (অ্যানোড) জন্য ক্যাডমিয়াম ব্যবহার করে। সীসা অ্যাসিডের তুলনায় উচ্চ উপাদান খরচ এর ব্যবহার সীমিত করে এবং দুই বছর পরে, টমাস এডিসন লোহার সাথে ক্যাডমিয়াম প্রতিস্থাপন করে একটি বিকল্প নকশা তৈরি করেন। কম নির্দিষ্ট শক্তি, নিম্ন তাপমাত্রায় দুর্বল কর্মক্ষমতা, এবং উচ্চ স্ব-স্রাব নিকেল-লোহা ব্যাটারির সাফল্যকে সীমিত করে। এটি 1932 সাল পর্যন্ত ছিল না যে Schlecht এবং Ackermann উচ্চতর লোড স্রোত অর্জন করেছিলেন এবং sintered পোল প্লেট আবিষ্কার করে NiCd এর দীর্ঘায়ু উন্নত করেছিলেন। 1947 সালে, জর্জ নিউম্যান সেলটি সিল করতে সফল হন।
বহু বছর ধরে, NiCd পোর্টেবল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একমাত্র রিচার্জেবল ব্যাটারি ছিল। 1990-এর দশকে, ইউরোপের পরিবেশবাদীরা পরিবেশ দূষণের বিষয়ে উদ্বিগ্ন হয়ে ওঠেন যদি NiCd অসতর্কভাবে নিষ্পত্তি করা হয়; তারা এই রসায়নকে সীমাবদ্ধ করতে শুরু করে এবং ভোক্তা শিল্পকে নিকেল-মেটাল-হাইড্রাইড (NiMH), একটি পরিবেশ বান্ধব ব্যাটারিতে স্যুইচ করতে বলে। NiMH হল NiCd-এর মতো, এবং অনেকে ভবিষ্যদ্বাণী করে যে NiMH হবে আরও দীর্ঘস্থায়ী লিথিয়াম-আয়ন (লি-আয়ন)-এর সোপান-স্টোন।
বেশিরভাগ গবেষণা কার্যক্রম আজ লিথিয়াম-ভিত্তিক সিস্টেমের উন্নতির চারপাশে ঘোরে। সেলুলার ফোন, ল্যাপটপ, ডিজিটাল ক্যামেরা, পাওয়ার টুলস এবং মেডিকেল ডিভাইসগুলি পাওয়ার পাশাপাশি, লি-আয়ন বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্যও ব্যবহৃত হয়। ব্যাটারির বেশ কিছু সুবিধা রয়েছে, বিশেষ করে এর উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি, সাধারণ চার্জিং, কম রক্ষণাবেক্ষণ এবং পরিবেশগতভাবে সৌম্য।
চুম্বকত্বের মাধ্যমে বিদ্যুৎ
চুম্বকত্বের মাধ্যমে কীভাবে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা যায় তার আবিষ্কার অপেক্ষাকৃত দেরিতে এসেছিল। 1820 সালে, আন্দ্রে-মারি অ্যাম্পেয়ার (1775-1836) লক্ষ্য করেছিলেন যে বৈদ্যুতিক প্রবাহ বহনকারী তারগুলি কখনও কখনও একে অপরের প্রতি আকৃষ্ট হয় এবং অন্য সময় একে অপরের থেকে দূরে সরে যায়। 1831 সালে, মাইকেল ফ্যারাডে (1791-1867) দেখিয়েছিলেন কিভাবে একটি তামার চাকতি একটি শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রে ঘূর্ণায়মান বিদ্যুতের ধ্রুবক প্রবাহ প্রদান করে। ফ্যারাডে, ডেভি এবং তার গবেষণা দলকে সহায়তা করে, যতক্ষণ একটি কুণ্ডলী এবং চুম্বকের মধ্যে চলাচল অব্যাহত থাকে ততক্ষণ একটি অবিরাম বৈদ্যুতিক শক্তি তৈরি করতে সফল হন। এটি বৈদ্যুতিক জেনারেটরের উদ্ভাবনের দিকে পরিচালিত করে এবং প্রক্রিয়াটিকে বিপরীত করে বৈদ্যুতিক মোটরকে সক্ষম করে। এর কিছুক্ষণ পরেই, ট্রান্সফরমারগুলি তৈরি করা হয়েছিল যা বিকল্প কারেন্ট (AC) কে যে কোনও পছন্দসই ভোল্টেজে রূপান্তরিত করে। 1833 সালে, ফ্যারাডে ইলেক্ট্রোকেমিস্ট্রির ভিত্তি স্থাপন করেন যার উপর ফ্যারাডে এর আইন ভিত্তি করে। ফ্যারাডে এর আনয়নের সূত্রটি ট্রান্সফরমার, ইন্ডাক্টর এবং বিভিন্ন ধরণের বৈদ্যুতিক মোটর এবং জেনারেটরের সাথে যুক্ত তড়িৎচুম্বকত্বের সাথে সম্পর্কিত।
চুম্বকত্বের সাথে সম্পর্ক বোঝার পরে, বড় জেনারেটরগুলি বিদ্যুতের একটি অবিচ্ছিন্ন প্রবাহ উত্পাদন করতে শুরু করে। মোটরগুলি অনুসরণ করে যা যান্ত্রিক আন্দোলনকে সক্ষম করে, এবং এডিসন লাইট বাল্ব অন্ধকারকে জয় করতে আবির্ভূত হয়েছিল। 1893 সালে জর্জ ওয়েস্টিংহাউস শিকাগোর বিশ্ব কলম্বিয়ান এক্সপোজিশন আলোকিত করার পর, ওয়েস্টিংহাউস নায়াগ্রা জলপ্রপাত থেকে শক্তিকে বিদ্যুতে রূপান্তর করার জন্য তিনটি বড় জেনারেটর তৈরি করেছিল। নিকোলা টেসলা দ্বারা তৈরি থ্রি-ফেজ এসি প্রযুক্তি ট্রান্সমিশন লাইনগুলিকে অনেক দূরত্বে বৈদ্যুতিক শক্তি বহন করতে সক্ষম করেছে। এইভাবে মানুষের জীবনযাত্রার মান উন্নয়নের জন্য বিদ্যুৎকে ব্যাপকভাবে উপলব্ধ করা হয়েছিল।

চিত্র 6: 250,000 আলোর বাল্ব 1893 সালে শিকাগোর বিশ্ব কলম্বিয়ান এক্সপোজিশনকে আলোকিত করে।
বৈদ্যুতিক আলোর সাফল্য নায়াগ্রা জলপ্রপাতের তিনটি বড় হাইড্রো জেনারেটর তৈরির দিকে পরিচালিত করে।
ব্রুকলিন মিউজিয়াম আর্কাইভের সৌজন্যে। গুডইয়ার আর্কাইভাল সংগ্রহ
1900-এর দশকের গোড়ার দিকে ইলেকট্রনিক ভ্যাকুয়াম টিউবের উদ্ভাবন উচ্চ প্রযুক্তির দিকে গুরুত্বপূর্ণ পরবর্তী ধাপ তৈরি করে, যার ফলে ফ্রিকোয়েন্সি অসিলেটর, সিগন্যাল অ্যামপ্লিফিকেশন এবং ডিজিটাল সুইচিং সক্ষম হয়। এটি 1920-এর দশকে রেডিও সম্প্রচারের দিকে পরিচালিত করে এবং 1946 সালে ENIAC নামে প্রথম ডিজিটাল কম্পিউটার। চিরকালের জন্য আমরা জীবনযাপন এবং কাজ করার পদ্ধতি পরিবর্তন করি।
মানবতা বিদ্যুতের উপর নির্ভর করে, এবং বর্ধিত গতিশীলতার সাথে, লোকেরা বহনযোগ্য শক্তির দিকে আরও বেশি করে অভিকর্ষজ করেছে — প্রথমে চাকাযুক্ত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, তারপর বহনযোগ্যতা এবং অবশেষে পরিধানযোগ্য ব্যবহারের জন্য। প্রারম্ভিক ব্যাটারিগুলি যতটা বিশ্রী এবং অবিশ্বস্ত হতে পারে, ভবিষ্যত প্রজন্ম আজকের প্রযুক্তিগুলিকে আনাড়ি পরীক্ষা ছাড়া আর কিছুই হিসাবে দেখতে পারে না।