बैटरी का आविष्कार किसने किया बैटरी अनिवार्य रूप से एक उपकरण है जो रासायनिक ऊर्जा को संग्रहीत करता है जिसे बिजली में परिवर्तित किया जाता है। मूल रूप से, बैटरी छोटे रासायनिक रिएक्टर हैं, जो प्रतिक्रियाशील ऊर्जावान इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन करते हैं, बाहरी डिवाइस के माध्यम से प्रवाह करने के लिए तैयार हैं। आज के समय में बहुत ज्यादा बैटरी का इस्तेमाल किया जा रहा है। इनका उपयोग पावर सेव करके लंबे समय तक इस्तेमाल करने के लिए किया जाता है और दिन भर इनका इस्तेमाल बढ़ता ही जा रहा है क्योंकि आज के समय में लोगों को हर समय बिजली की आवश्यकता होती है।

बैटरी हमारे वर्तमान युग में शक्ति का एक सामान्य स्रोत है। हम अपनी कारों को शुरू करने के लिए, अपने लैपटॉप को चालू करने के लिए, घंटों तक अपने सेल फोन पर बात करने के लिए और यहां तक कि एक चार्ज पर मीलों और मीलों के लिए हमारे कुछ इलेक्ट्रिक वाहनों को चलाने के लिए बैटरी का उपयोग करते हैं। वे एक पेंसिल इरेज़र से छोटे आकार से लेकर 2,000 वर्ग मीटर (21,528 वर्ग फीट) तक बड़े हो सकते हैं। दुनिया में सबसे बड़ी बैटरी फेयरबैंक्स के पूरे शहर, अलास्का, लगभग 12,000 लोगों के शहर को एक आपातकालीन स्थिति में सात मिनट तक बिजली देने की क्षमता है।

बैटरी का आविष्कार किसने किया

अमेरिकी वैज्ञानिक और आविष्कारक बेंजामिन फ्रैंकलिन ने 1749 में पहली बार “बैटरी” शब्द का इस्तेमाल किया था जब वह लिंक किए गए कैपेसिटर के सेट का उपयोग करके बिजली के साथ प्रयोग कर रहे थे। बैटरी का आविष्कार 1800 में इतालवी भौतिक विज्ञानी एलेज़ांद्रो वोल्टा द्वारा किया गया था। वोल्टा ने ताँबे (Cu) और जस्ता (Zn) की स्टेक वाली डिस्क को खारे पानी में भिगो कर अलग कर दिया था।

स्टैक के दोनों छोर से जुड़े तारों ने एक निरंतर स्थिर प्रवाह का उत्पादन किया। प्रत्येक कोशिका (एक Cu और Zn डिस्क और नमकीन का एक सेट) 0.76 वोल्ट (V) का उत्पादन करती है। इस मान का एक गुण कोशिकाओं की संख्या द्वारा दिया जाता है जो एक साथ ढेर हो जाती हैं। सबसे स्थायी बैटरी में से एक लीड-एसिड बैटरी 1836 में रिचार्जेबल बैटरी का आविष्कार किया गया। इस बैटरी लेड एसिड तकनीक के साथ डिजाइन किया गया था और अभी भी इनका इस्तेमाल कार बैटरी के लिए किया जाता है। यह रिचार्जेबल बैटरी का सबसे पुराना उदाहरण है।

आज बैटरी बड़े मेगावट आकारों से आकार में आती हैं, जो कि सौर खेतों या सबस्टेशनों से बिजली की आपूर्ति करती हैं, जो इलेक्ट्रॉनिक घड़ियों में इस्तेमाल होने वाली छोटी बैटरी की तरह पूरे गाँव या द्वीपों में स्थिर आपूर्ति की गारंटी देती हैं।

बैटरियां विभिन्न केमिस्ट्री पर आधारित होती हैं, जो आमतौर पर 1.0 से 3.6 V रेंज में बुनियादी सेल वोल्टेज उत्पन्न करती हैं। श्रृंखला में कोशिकाओं के स्टैकिंग से वोल्टेज बढ़ता है, जबकि समानांतर में उनका कनेक्शन वर्तमान की आपूर्ति को बढ़ाता है। इस सिद्धांत का उपयोग आवश्यक वोल्टेज और धाराओं को जोड़ने के लिए किया जाता है, जो मेगावट आकारों के सभी रास्ते हैं।

प्राथमिक रिचार्जेबल बैटरी

जब इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को उत्पन्न करने वाली प्रतिक्रिया को उलटा नहीं किया जा सकता है तो बैटरी को प्राथमिक बैटरी कहा जाता है। जब किसी एक अभिकारक का उपभोग किया जाता है तो बैटरी समतल होती है। सबसे आम प्राथमिक बैटरी जस्ता-कार्बन बैटरी है। जब इलेक्ट्रोलाइट एक क्षार होता है, तो बैटरी बहुत लंबे समय तक चलती है। ये अल्कली बैटरी हैं जो हम सुपरमार्केट से खरीदते हैं। ऐसी प्राथमिक बैटरी के साथ निपटान की चुनौती थी, बैटरी को रिचार्ज करके, उन्हें फिर से उपयोग करने का एक तरीका खोजा।

सबसे शुरुआती रिचार्जेबल बैटरी में से एक, निकेल-कैडमियम बैटरी (NiCd), एक इलेक्ट्रोलाइट के रूप में क्षार का उपयोग भी करती है। 1989 में निकेल-मेटल हाइड्रोजन बैटरियों (NiMH) को विकसित किया गया था, और NiCd बैटरियों की तुलना में लंबा जीवन था। चार्ज के दौरान ओवरचार्जिंग और ओवरहीटिंग के लिए इस तरह की बैटरियां बहुत संवेदनशील होती हैं, इसलिए चार्ज रेट अधिकतम दर से नीचे नियंत्रित होती है। परिष्कृत नियंत्रक कुछ घंटों से कम समय के बिना चार्ज को गति दे सकते हैं। अधिकांश अन्य सरल चार्जर में, प्रक्रिया आमतौर पर रात भर होती है।

पोर्टेबल एप्लिकेशन – जैसे मोबाइल फोन और लैपटॉप कंप्यूटर – लगातार अधिकतम, सबसे कॉम्पैक्ट संग्रहित ऊर्जा की तलाश कर रहे हैं। हालांकि यह एक हिंसक निर्वहन के जोखिम को बढ़ाता है, यह समग्र छोटे प्रारूप के कारण मोबाइल फोन की बैटरी में वर्तमान दर सीमाओं का उपयोग करने योग्य है।

1980 में अमेरिकी भौतिक विज्ञानी प्रोफेसर जॉन गुडेनो ने एक नई प्रकार की लिथियम बैटरी का आविष्कार किया था जिसमें लिथियम (Li) बैटरी के माध्यम से एक इलेक्ट्रोड से दूसरे में Li + आयन के रूप में स्थानांतरित हो सकता है।लिथियम सबसे हल्के तत्वों में से एक है और इसकी सबसे बड़ी विद्युत क्षमता है, इसलिए यह संयोजन सबसे कॉम्पैक्ट और सबसे हल्के संस्करणों में कुछ उच्चतम संभव वोल्टेज पैदा करता है।

यह लिथियम आयन बैटरी का आधार है। इस नई बैटरी में, लिथियम को एक संक्रमण धातु – जैसे कोबाल्ट, निकल, मैंगनीज या लोहा – और ऑक्सीजन के साथ मिलकर कैथोड बनाया जाता है। जब वोल्टेज लगाया जाता है, तो रिचार्जिंग के दौरान, कैथोड से धनात्मक आवेशित लिथियम आयन ग्रेफाइट एनोड की ओर स्थानांतरित हो जाता है और लिथियम धातु बन जाता है।

1990 के दशक में सोनी द्वारा बनाई गई लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड (LiCoO2) बैटरियों के मामले में, इस तरह की कई बैटरी आग पकड़ती थीं। नैनो-स्केल सामग्री से बैटरी कैथोड बनाने की संभावना और इसलिए अधिक प्रतिक्रियाशील प्रश्न से बाहर था।

1990 के दशक में गुडएनफ ने फिर से लिथियम आयरन और फॉस्फेट पर आधारित एक स्थिर लिथियम-आयन कैथोड को पेश करके बैटरी प्रौद्योगिकी में एक बड़ी छलांग लगाई। यह कैथोड थर्मल रूप से स्थिर है। इसका यह भी अर्थ है कि नैनो-स्केल लिथियम आयरन फॉस्फेट (LiFePO4) या लिथियम फेरोफॉस्फेट (LFP) सामग्री को अब बड़े प्रारूप वाले कोशिकाओं में सुरक्षित रूप से बनाया जा सकता है जिन्हें तेजी से चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है। बिजली उपकरण से लेकर हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक वाहन तक इन नई कोशिकाओं के लिए अब कई नए अनुप्रयोग मौजूद हैं। शायद सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग घरेलू बिजली का भंडारण घरों में करना होगा।

विधुत गाड़ियाँ

वाहनों के लिए इस नए बैटरी प्रारूप के निर्माण में अग्रणी टेस्ला इलेक्ट्रिक वाहन कंपनी है, जिसके पास इन बैटरियों के उत्पादन के लिए “गीगा-प्लांट्स” के निर्माण की योजना है। टेस्ला मॉडल एस के लिए लिथियम बैटरी पैक का आकार एक प्रभावशाली 85kWh है। यह घरेलू घरेलू ज़रूरतों के लिए भी पर्याप्त है। एक मॉड्यूलर बैटरी डिजाइन बैटरी स्वरूप बना सकता है जो कि विनिमेय और पुनर्निर्माण या आवश्यकता के बिना वाहन और घरेलू अनुप्रयोगों दोनों के लिए कुछ विनिमेय और अनुकूल हैं। हम ऊर्जा उत्पादन और भंडारण में अगली पीढ़ीगत बदलाव के बारे में गवाह करने के लिए विनम्र बैटरी की क्षमता में सुधार के द्वारा संचालित कर रहे हैं।

बैटरी के रोचक तथ्य

• पावर सोर्स डिवाइस के संदर्भ में ‘बैटरी’ शब्द का अर्थ ‘बैटरी’ शब्द से लिया गया है, जो एक साथ काम करने वाले हथियारों के समूह को संदर्भित करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है।
• एक बैटरी में शक्ति रसायन द्वारा बनाई गई है।
• रिचार्जेबल बैटरी का आविष्कार 1836 में एक अंग्रेजी रसायनज्ञ ने किया था। इस बैटरी को लीड-एसिड तकनीक के साथ डिजाइन किया गया था और यह अभी भी कार बैटरी के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकार है।
• बैटरियों में कई प्रकार के आकार होते हैं। सबसे आम AAA, AA, C और D आकार हैं।
• बैटरियों को सीसा-एसिड, LiPo, Li-ion, NiMH, क्षारीय और NiCd के साथ बनाया जा सकता है।
• NiMH बैटरी निकल धातु हाइड्राइड हैं और आमतौर पर पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे खिलौने और पोर्टेबल होम फोन में उपयोग की जाती हैं।
• क्षारीय बैटरियों का उपयोग पोर्टेबल उपकरणों जैसे फ्लैशलाइट, खिलौने, पोर्टेबल होम फोन और कैलकुलेटर में किया जाता है। ये 1.5 और 9 वोल्ट में आते हैं।
• NiCd बैटरी निकल कैडमियम बैटरी हैं और वे अधिक ऊर्जा धारण करने में सक्षम हैं। दोष यह है कि कैडमियम विषाक्त है और रिचार्जिंग से पहले पूरी तरह से डिस्चार्ज न होने पर हर बार कम ऊर्जा धारण करें।
• ली-आयन लिथियम आयन बैटरी हैं और विषाक्त नहीं हैं और NiCd बैटरी की तुलना में छोटे और चार्ज हैं। वे आमतौर पर टैबलेट, गेमिंग सिस्टम और सेल फोन में उपयोग किए जाते हैं।
• ली-पो लीथियम पॉलीमर बैटरी हैं और हल्के वजन की हैं और इनका उच्च करंट आउटपुट है। वे आमतौर पर रिमोट कंट्रोल वाहनों के लिए उपयोग किए जाते हैं।
• रिचार्जेबल बैटरी अंततः इस बात को नीचा दिखाएगी कि वे अब उपयोग करने योग्य नहीं हैं।
• दुनिया में सबसे छोटी बैटरी 3 डी प्रिंटर के साथ बनाई गई थी, और यह केवल रेत के दाने के आकार का है।
• Energizer बनी से पहले Energizer बैटरियों के चेहरे के रूप में प्रसिद्ध होने के कारण, Duracell द्वारा एक गुलाबी बनी का उपयोग किया गया था। Duracell अपने ट्रेडमार्क को नवीनीकृत करना भूल गया और Energizer ने इसे अपना लिया।

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