व्याट्रीको इतिहाँस

१८औं शताव्दीको अन्त्यतिर र १९ औं शताव्दीको सुरुतिर बेन्जामिन फ्याङ्कलिङले घरको छतबाट आकाशमा चङ्गा उडाइरहेका थिए । त्यसबेला देखेको विजुली चम्काईले इलेक्ट्रीसिटी अर्थात विद्युत उत्पादनको आविष्कार गरे । तर पहिलो व्याट्री नै सन् १८०० मा इटालियन वैज्ञानिक एलेकजान्ड्रो भोल्टाले आविष्कार गरे । त्यतिखेर उनले सिल्भर र जिङ्कको पातालाई नून पानीको मिश्रणमा राखी अनुसन्धान गरि पत्ता लगाए । त्यसमा जडिट मेटलको एक छेउमा पारो(मर्करी) राखेका थिए । त्यही पारोमा आफ्नो औंलाले छँुदा इलेक्ट्रीक झट्का लागेको र पछी उनले जिङ्क र सिल्भरबाट डिस्क(चक्का) राख्दा ठूलो झट्का लागेको थियो ।


भोल्टाले पछि अनुसन्धानबाट लिडको उपयोगको बारेमा थाहा पाए । त्यही सिद्धान्त अनुसार सन् १८१३ मा हम्फ्रे डेभीले दुई हजार डिस्क रोयर इन्स्च्यिूट अफ् लण्डनमा निमार्ण गरेका थिए । त्यतिखेर विद्युत विच्छेदन प्रक्रियाबाट विद्युत निस्कने गर्दथ्यो । त्यसको केहि वर्षपछि माइकल फराडेले विद्युतिय तारको माध्यमद्वारा इलेक्ट्रो म्यागनेटिक इन्डक्सनको सिद्धान्नतद्वारा विद्युत निकाले । अहिले त्यही सिद्धान्तमा आधारित डाइनोमो सहायताले जलविद्युत निकाल्ने गरिन्छ । तर, अटोमोवाइलमा प्रयोग भएका व्याट्री भने सन् १८५९मा आएर फ्रेन्च म्यान ग्यास्टन ल्याण्टीले विकसित गरेका थिए ।

सन् १८८० तिर अमेरिकामा चिमका अविष्कारक थोमस एल्वा एडिसनले व्याट्री र डाइनामोको प्रयोगबाट विजुली निकाल्ने काम गरे । तत्पश्चात सर्वत्र विद्युतिय चिम उत्पादन भएको पाइन्छ । अहिले मानिसले बोल्ने सेल फोनमा व्याट्रीको महत्वपूर्ण भूमिका खेलको छ ।
डिजाइनका कुरा ः


प्रायः सवै व्याट्रीको काम भनेको विद्युतिय चार्ज दिने नै हुन्छ । यसको एक छेउमा धनात्मक र ऋनात्मक भाग हुन्छन् जसलाई अंग्रेजीमा एनोड र क्याथोड भनिन्छ । क्याथोड भनेको एक धातुलाई अक्सिजनसँगको मेलद्वारा बनाइएको हुन्छ, जसलाई अक्साइड पनि भनिन्छ । फलाममा खिया लाग्दा निस्कने आइरन अक्साइडलाई पनि क्याथोडको रुपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ ।

एनोड एक प्रकारको मेटलले नै बनेको हुन्छ । सेलले विद्युतिय प्रवाह गर्नको लागि क्याथोड र एनोड कुनै एक इलेक्ट्रीक बस्तु राखेपछि विद्युत प्रवाह हुन्छ । एनोडले अक्साइडमा भएको अक्सिजन लिने काम गरेपछिमात्र विद्युत प्रवाह हुन्छ । यदि इलेक्ट्रीक सर्किटमा कुनै सुइज राखेको छ भने त्यसबाट विद्युत प्रवाह हँुदा चार्जहरु घर्षण हुँदै जाने गर्दछ ।

यदि तेस्रो बस्तु एनोड र क्याथोडको बीचमा राखिने प्रक्रियालाई इलेक्ट्रोलाइट भन्दछौं । धेरैजसोमा इलेक्ट्रोलाइटको रुपमा प्रयोग गरिने पदार्थ भनको अल्कालाइन नै हुन्छन् । यसकारण पनि अल्कालाइन व्याट्रीनै ‘अल्कालाइन इलेक्ट्रोलाइट’ प्रयोग गर्ने माध्यम हो ।
आजभोली व्याट्री विभिन्न प्रकारका पाइन्छ । सवै इलेक्ट्रोलाइट प्रविधिले बनेका मात्र नभई अल्कालाइन बनेका, जसले क्यथोड र एनोडको काम गर्न सक्नेछ । त्यस्तै क्याथोडबाट मात्र अक्सिजन लिने नभई बाहिरबाट पनि अक्सिजन लिने खालका हुन्छन् । क्याथोड र एनोडका कुरामात्र नभई अत्याधिक तापक्रममा काम गर्ने व्याट्री लगायतका हुन्छ । अहिले लिथियम, मर्करी जस्ता धातुबाट बनेका व्याट्री पनि पाइन्छ । तर प्राय सर्वत पाइने व्याट्री भनेको १ दशमलव ५ भोल्टको हुनेछ जुन अल्कालाइन व्याट्री भनेर चिनिन्छ ।
अल्कालाइन व्याट्रीको राम्रो पक्ष भनेकोे सस्ता र कम तापक्रम भएको क्षेत्रमा समेत यसले काम गर्नेछ ।
केहि व्याट्रीहरु लिथियम÷म्यागनेशियम डाइ अक्साइडले बनेका हुन्छन् । यो प्रविधिमा बनेको व्याट्री अलाम, क्यामरा, कम्प्यूटरको मेमोरी व्याकअपमा राख्नको लागि प्रयोग गरिन्छ ।
कच्चा पदार्थ ः
यदि अक्कालाइन व्याट्रीको कुरा गर्ने हो भने, यसमा जडिट सिलिण्डर निकेल र स्टीलले बनेको हुन्छ । त्यस सिलिण्डरको भित्रपट्टि कागजका तह वा सिन्थेटिक पाउडरको सहायताले एनोड र क्याथोड छुट्याएको हुन्छ । कन्टेनरलाई चारैतिर मोर्ने काम हुन्छ । र सिलिण्डरको भित्रदेखि ब्रासको नेल राखिएकोे हुन्छ । यो नेललाई धातुको क्याप लगाइन्छ र प्यास्टीकले मोर्ने काम हुन्छ । व्याट्रीको सिलिण्डर भित्र भने ग्राफाइड, म्याग्नेसियम डाइ अक्साइड र पोटासियम हाइड्रो अक्साइडको मिश्रण राख्ने काम हुन्छ, जसले क्याथोडको प्रतिनिधित्व गर्छ र एनोडको क्षेत्रमा जिङ्क पाउडर र पोटासियम हाइड्रोअक्साइड जसले इलेक्ट्रोलाइटको काम गर्छ ।
बनाउने प्रक्रिया ः
क्याथोड ः प्रायः अल्कालाइन व्याट्रीमा क्याथोडले दोहोरो भूमिका खेल्दछ । सुरुमा व्याट्रीलाई चाहिने कच्चा पदार्थ जस्तै म्यागनेसियम डाइअक्साइड, कालो कार्वन(ग्राफाइड) र पोटासियम हाइड्रो अक्साइड(इलेक्ट्रोलाइट) मिसावट गर्ने काम गरिन्छ ।

यसरी मिसावट प्रक्रिया पुरा भएपछि, मिश्रणलाई सिलिण्डरमा हाल्ने काम हुन्छ । त्यसपछि स्टीलको प्रेसरद्वारा त्यसलाई कम्प्याक बनाउने काम हुन्छ यसलाई प्रिफम भनिन्छ ।
व्याट्रीको प्रकृति अनुुसार प्रिफमको काम धेरै पटक गर्नु पर्नेहुन्छ । यसपछि यसलाई निकेल मिसिएको स्टील क्यान राखिन्छ जहाँ प्रिफम र स्टीलको मिश्रणद्वारा क्याथोड बन्दछ ।
सेपेरेटर ः सेपेरेटर भनेको प्लाइ उड जस्तै तहमिली बनेको हुन्छ । जुन इलेक्ट्रोलाइटको झोलमा डुवाइन्छ र क्यानको भित्रि भागमा राखिन्छ । यसको मुख्य काम भनेको क्याथोड पदार्थलाई एनोडमा आउन रोक्नु हो । यसकै अर्को विधि भनेको छिद्र सिन्थेटिक फाइबरकले पनि सेपेरेटरको काम गर्छ, जुन निर्माण कम्पनी अनुसार फरक पर्दछ ।
एनोड ः यो सुरुमा जिङ्क पाउडरसहित पोटासियम हाइड्रोअक्साइड इलेक्ट्रो लाइटको मिसावट गरेको हुन्छ । यो जेल वाक्लो पेस्ट जस्तै हुन्छ । जसले धनात्मक चार्ज दिने काम हुन्छ ।

सिल गर्ने ः पाचौं प्रक्रियामा सिल गर्ने काम गरिन्छ । यो अवस्थामा आइपुग्दा व्याट्रीले विद्युतिय चार्ज दिने काम गर्नेछ । खुला किसिमको सेल त्यति किफायती नहुनेहुँदा यसलाई सिलवन्दी गर्ने काम गरिन्छ । व्याट्री सिलबन्दी गर्नको लागि तीन किसिमका बस्तुहरु जस्तै ब्रासको छडि, प्लास्टीकको सिल र धातुले बनेको क्यापको आवश्यकता पर्दछ ।

लेवल ः व्याट्रीको निर्माण भएपछि फ्याक्ट्रीबाट बजारमा लानपूर्व लेवल गर्ने काम हुन्छ, जसले कुन किसिमको व्याट्री हो भनेर थाहा पाउन सकिन्छ ।
गुणस्तरीय जाँच गर्ने ः बजारमा व्याट्री पु¥याउनभन्दा पहिले गुणस्तरीय जाँच गरिन्छ । अन्य ब्राण्डसँग आफ्ना ब्राण्डका सामानको तुलान गर्ने, समय अवधि तोक्ने, व्याट्रीको किसिम उल्लेख गर्ने काम गरिन्छ । तवमात्र यसलाई बजारमा लाने काम गरिन्छ ।
वातावरणीय मद्द ः वातावरणीय हिसावले व्याट्री के कस्ता पदार्थले बनेका छन् भन्ने किसिमका कुराहरु पनि आउँछ । जस्तै जिङ्क र म्याग्नेसियमले बनेका व्याट्रीहरुको खाद्य ताथ ड्रग व्यवस्थापनजस्ता संस्थाले पनि मान्यता दिएका हुन्छन् । तर मर्करी अर्थात पारोले बनेको व्याट्रीहरुले समस्या दिने हुन्छ । सन् १९८०कोे मध्यतिर १ प्रतिशत मर्करी व्याट्रीमा हुदाँ नै वातावरणीय समस्याको कुरा उठेको थियो ।
भविष्य ः विश्वमा व्याट्रीको विभिन्न किसिमका रिसर्च अझै भइरहेका छन् । अझै पनि वैज्ञानिकहरु उच्च प्रविधिका, हानीरहित, लामो समय खपत हुने, हल्का किसिमकोे व्याट्री निर्माणमा लागि परेका छन् । अहिले पनि लिड एसिड प्रयोग भई बनेका व्याट्रीहरु गाडि स्टाट गर्नको लागि प्रयोगमा ल्याइरहेका छन् । यसकिसिमको व्याट्रीले धेरै चार्च स्टोर गरेर राख्न सक्ने हुदैन । तर लिथियम प्रयोग भएका व्याट्रीहरु हलुका र सामथ्र्यवान हुन्छ तर यदि रसायन चुइएमा आगलागिको अध्याधिक खतरा हुनेहुन्छ ।
सन् १९९३मा अमेरिकाको एरिजोना स्टेट युनिभसीर्टिले एक फरक किसिमको व्याट्रीको निर्माण गरेका थिए । उनीहरुले बनाएका व्याट्रीमा भने पोलीप्रोपाइलिन अक्साइड र पोलिथाइलिन अक्साइड लिथियमा मिसाइ बनाएका थिए । यसरी बनेका व्याट्री अत्याधिक खपतहुनेछ । यसलाई एक ठाँउबाट बोकेर अर्को ठाँउमा प्रयोग गर्न मिल्ने खालको प्रकृतिमा  बनेको छैन् ।

References:

Packaged Power. Duracell International Inc., 1981.

Plastic May Recharge Battery’s Future,” Design News. November 17, 1986, p. 24.

Greenberg, Jeff. “Packing Power: Subnotebook Batteries, Power Management,” PC Magazine. October 27, 1992, p. 113.

Leventon, William. “The Charge Toward a Better Battery: Designing a Long-Life Battery,” Design News. November 23, 1992, p. 91.

Methvin, Dave. “Battery Contenders Face-Off in Struggle To Dominate Market,” PC Week. November 12, 1990, p. S21.

Schmidt, K. F. “Rubbery Conductors Aim at Better Batteries,” Science News. March 13, 1993, p. 166.

Zimmerman, Michael R. “Better Batteries on the Way: Nickel-Metal Hydride Is Short-Term Winner,” PC Week. April 26, 1993, p. 25. — Lawrence H. Berlow

http://www.madehow.com/Volume-1/Battery.html#ixzz3CcWdm4Pa