একক দেয়ালযুক্ত কার্বন ন্যানোটিউব (SWCNTs)ব্যাটারি বিভিন্ন ধরনের ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়. এখানে ব্যাটারির প্রকারগুলি রয়েছে যেখানে SWCNTগুলি অ্যাপ্লিকেশন খুঁজে পায়:

1) সুপারক্যাপাসিটার:
SWCNTs সুপারক্যাপাসিটরগুলির জন্য আদর্শ ইলেক্ট্রোড উপাদান হিসাবে কাজ করে কারণ তাদের উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ এলাকা এবং চমৎকার পরিবাহিতা। তারা দ্রুত চার্জ-স্রাবের হার সক্ষম করে এবং অসামান্য চক্র স্থিতিশীলতা প্রদর্শন করে। SWCNT গুলিকে পরিবাহী পলিমার বা ধাতব অক্সাইডে অন্তর্ভুক্ত করার মাধ্যমে, সুপারক্যাপাসিটরগুলির শক্তি ঘনত্ব এবং শক্তি ঘনত্ব আরও উন্নত করা যেতে পারে।

2) লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি:
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ক্ষেত্রে, SWCNTগুলি পরিবাহী সংযোজন বা ইলেক্ট্রোড উপকরণ হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। পরিবাহী সংযোজন হিসাবে ব্যবহৃত হলে, SWCNTs ইলেক্ট্রোড সামগ্রীর পরিবাহিতা বাড়ায়, যার ফলে ব্যাটারির চার্জ-ডিসচার্জ কর্মক্ষমতা উন্নত হয়। ইলেক্ট্রোড উপাদান হিসাবে, SWCNTs অতিরিক্ত লিথিয়াম-আয়ন সন্নিবেশ সাইটগুলি প্রদান করে, যার ফলে ব্যাটারির ক্ষমতা বৃদ্ধি এবং চক্রের স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি পায়।

3) সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি:
সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির বিকল্প হিসাবে যথেষ্ট মনোযোগ অর্জন করেছে, এবং SWCNTs এই ডোমেনেও আশাব্যঞ্জক সম্ভাবনা অফার করে। তাদের উচ্চ পরিবাহিতা এবং কাঠামোগত স্থিতিশীলতার সাথে, SWCNT গুলি সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ইলেক্ট্রোড উপকরণগুলির জন্য একটি আদর্শ পছন্দ।

4) অন্যান্য ব্যাটারি প্রকার:
উপরে উল্লিখিত অ্যাপ্লিকেশনগুলি ছাড়াও, SWCNT অন্যান্য ব্যাটারি প্রকারের যেমন জ্বালানী কোষ এবং জিঙ্ক-এয়ার ব্যাটারিতে সম্ভাব্যতা দেখায়। উদাহরণস্বরূপ, জ্বালানী কোষে, SWCNT অনুঘটক সমর্থন হিসাবে কাজ করতে পারে, অনুঘটকের কার্যকলাপ এবং স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি করে।

ব্যাটারিতে SWCNT এর ভূমিকা:

1) পরিবাহী সংযোজন: SWCNT, তাদের উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা সহ, সলিড-স্টেট ইলেক্ট্রোলাইটে পরিবাহী সংযোজন হিসাবে যুক্ত করা যেতে পারে, তাদের পরিবাহিতা উন্নত করে এবং এর ফলে ব্যাটারির চার্জ-ডিসচার্জ কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি করে।

2) ইলেক্ট্রোড সামগ্রী: SWCNTগুলি ইলেক্ট্রোড সামগ্রীর জন্য সাবস্ট্রেট হিসাবে কাজ করতে পারে, যা ইলেক্ট্রোডের পরিবাহিতা এবং কাঠামোগত স্থায়িত্ব উন্নত করতে সক্রিয় পদার্থ (যেমন লিথিয়াম ধাতু, সালফার, সিলিকন ইত্যাদি) লোড করতে সক্ষম করে। অধিকন্তু, SWCNT-এর উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ এলাকা আরও সক্রিয় সাইট প্রদান করে, যার ফলে ব্যাটারির শক্তির ঘনত্ব বেশি হয়।

3) বিভাজক উপাদান: সলিড-স্টেট ব্যাটারিতে, SWCNT গুলিকে বিভাজক উপাদান হিসাবে নিযুক্ত করা যেতে পারে, ভাল যান্ত্রিক শক্তি এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতা বজায় রেখে আয়ন পরিবহন চ্যানেল সরবরাহ করে। SWCNT-এর ছিদ্রযুক্ত কাঠামো ব্যাটারিতে আয়ন পরিবাহিতা উন্নত করতে অবদান রাখে।

4) যৌগিক উপাদান: SWCNTs সলিড-স্টেট ইলেক্ট্রোলাইট পদার্থের সাথে কম্পোজিট ইলেক্ট্রোলাইট তৈরি করতে পারে, যা SWCNT-এর উচ্চ পরিবাহিতাকে সলিড-স্টেট ইলেক্ট্রোলাইটের নিরাপত্তার সাথে একত্রিত করে। এই ধরনের যৌগিক উপকরণ সলিড-স্টেট ব্যাটারির জন্য আদর্শ ইলেক্ট্রোলাইট উপকরণ হিসেবে কাজ করে।

5) শক্তিবৃদ্ধি উপকরণ: SWCNTs সলিড-স্টেট ইলেক্ট্রোলাইটগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করতে পারে, চার্জ-ডিসচার্জ প্রক্রিয়ার সময় ব্যাটারির কাঠামোগত স্থিতিশীলতা উন্নত করতে পারে এবং ভলিউম পরিবর্তনের কারণে কর্মক্ষমতা হ্রাস হ্রাস করতে পারে।

6) থার্মাল ম্যানেজমেন্ট: তাদের চমৎকার তাপ পরিবাহিতা সহ, SWCNT গুলিকে তাপ ব্যবস্থাপনা উপকরণ হিসাবে নিযুক্ত করা যেতে পারে, ব্যাটারি অপারেশনের সময় কার্যকর তাপ অপচয়ের সুবিধা দেয়, অতিরিক্ত গরম হওয়া প্রতিরোধ করে এবং ব্যাটারির নিরাপত্তা এবং জীবনকাল উন্নত করে।

উপসংহারে, SWCNTs বিভিন্ন ধরনের ব্যাটারির ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। তাদের অনন্য বৈশিষ্ট্য বর্ধিত পরিবাহিতা, উন্নত শক্তি ঘনত্ব, উন্নত কাঠামোগত স্থিতিশীলতা এবং কার্যকর তাপ ব্যবস্থাপনা সক্ষম করে। ন্যানোটেকনোলজিতে আরও অগ্রগতি এবং গবেষণার সাথে, ব্যাটারিতে SWCNT-এর প্রয়োগ ক্রমবর্ধমান হবে বলে আশা করা হচ্ছে, যার ফলে ব্যাটারির কর্মক্ষমতা এবং শক্তি সঞ্চয় করার ক্ষমতা উন্নত হবে।