ছোট আকাশযানের ক্ষেত্রে ব্যাটারি রসায়ন এখনও সবচেয়ে বড় সীমাবদ্ধতাগুলোর একটি
ড্রোনের ক্ষমতা সাধারণত software, autonomy, sensors, বা airframe design-এর ভাষায় বর্ণনা করা হয়, কিন্তু endurance এখনও অনেকটাই battery-এর ওপর নির্ভরশীল। তাই শক্তি সঞ্চয়ে সামান্য উন্নতিও ড্রোন বাস্তবে কী করতে পারে, তার ওপর বড় প্রভাব ফেলতে পারে। Interesting Engineering-এর একটি candidate report চীনা লিথিয়াম-সালফার battery design-এর দিকে ইঙ্গিত করছে, যা উড়ান সময় উল্লেখযোগ্যভাবে বাড়াতে পারে; headline দাবি করছে 800-cycle system drone endurance প্রায় দ্বিগুণ করতে পারে।
প্রদত্ত লেখা সীমিত হলেও মূল তাৎপর্য স্পষ্ট। যদি একটি lithium-sulfur battery বাস্তব ব্যবহারের জন্য যথেষ্ট cycle life-এর সঙ্গে উল্লেখযোগ্য runtime যোগ করতে পারে, তবে তা drone power systems-এর একটি কেন্দ্রীয় টানাপড়েনের সমাধান করবে: battery-কে অতিরিক্ত নাজুক, স্বল্পায়ু, বা ব্যাপক ব্যবহারের জন্য অতিরিক্ত ব্যয়বহুল না করে energy density বাড়ানো।
লিথিয়াম-সালফার কেন এখনো আকর্ষণ পাচ্ছে
লিথিয়াম-সালফার রসায়ন দীর্ঘদিন ধরে আকর্ষণীয়, কারণ sulfur হালকা এবং এই chemistry-কে প্রচলিত lithium-ion systems-এর তুলনায় higher energy density-এর সম্ভাবনার সঙ্গে যুক্ত করা হয়েছে। বাস্তব অর্থে, higher energy density মানে নির্দিষ্ট ওজনের জন্য বেশি সঞ্চিত শক্তি, যা বিমানে বিশেষভাবে মূল্যবান, কারণ প্রতিটি গ্রাম গুরুত্বপূর্ণ।
এ কারণেই drones একটি স্বাভাবিক proving ground। দীর্ঘ flight time মানে বেশি inspection coverage, দীর্ঘ surveillance windows, কম landing cycles, এবং কম operational friction। বাণিজ্যিক ব্যবহারে তা অর্থনীতিকে উন্নত করতে পারে। জরুরি বা দূরবর্তী এলাকায় ব্যবহারে mission envelope বিস্তৃত করতে পারে। সামরিক প্রেক্ষাপটে endurance প্রায়ই সরাসরি উপযোগিতার সঙ্গে যুক্ত।
চ্যালেঞ্জটি সবসময়ই durability। উন্নত battery chemistries তত্ত্বে চমৎকার দেখাতে পারে, কিন্তু বারবার charging ও discharging শুরু হলে কর্মক্ষমতা কমে যেতে থাকে। তাই candidate headline-এ থাকা 800-cycle সংখ্যাটি গুরুত্বপূর্ণ। cycle life-ই হলো laboratory curiosity এবং অপারেটরদের পরিকল্পনা করার মতো কিছুর মধ্যে পার্থক্য।
এন্ড্যুরেন্স বৃদ্ধি hobby drones-এর বাইরেও কেন গুরুত্বপূর্ণ
প্রায় দ্বিগুণ flight time-এর দাবি সতর্কতার সঙ্গে পড়া উচিত, কিন্তু এটি sector যে ধরনের উন্নতি খুঁজছে, তারই ইঙ্গিত দেয়। অধিকাংশ drone operator-এর abstract chemistry advances দরকার হয় না। তাদের station-এ বেশি সময় দরকার।
industrial inspection-এর জন্য এর মানে হতে পারে এক launch-এ বেশি infrastructure কভার করা। কৃষিক্ষেত্রে, mapping বা spraying routines-এর সময় কম বিরতি। logistics concepts-এ, বড় route possibilities। public safety-তে, search operations-এ swaps-এর সংখ্যা কমে যাওয়া। defense applications-এ, বেশি endurance reconnaissance persistence এবং stand-off flexibility উন্নত করতে পারে।
Battery উন্নতি vehicle design-কেও বদলে দিতে পারে। একই battery mass নিয়ে ড্রোন বেশি সময় আকাশে থাকতে পারলে, designers সেই লাভ সরাসরি endurance-এ রূপান্তর করতে পারেন। তবে তারা এর কিছু অংশ payload capacity, communications redundancy, বা অতিরিক্ত sensors-এর দিকেও দিতে পারেন। তাই better batteries সাধারণত শুধু একটি performance metric-ই প্রভাবিত করে না।
এখনো কী অজানা
প্রদত্ত উপাদান কেবল বিস্তৃত রূপরেখাকেই সমর্থন করে: চীনা গবেষকেরা একটি lithium-sulfur battery design তৈরি করেছেন, সিস্টেমটি 800 cycles-এর সঙ্গে যুক্ত, এবং দাবি করা হচ্ছে ড্রোনের উড়ান সময় প্রায় দ্বিগুণ হতে পারে। গুরুত্বপূর্ণ বিবরণ অনুপস্থিত। সেগুলো ছাড়া এখনও নির্ধারণ করা যায় না কী operating conditions ব্যবহার করা হয়েছিল, কী ধরনের drone profile ধরা হয়েছিল, capacity retention কীভাবে মাপা হয়েছে, বা ফলাফল laboratory testing নাকি field performance।
এগুলো সামান্য ঘাটতি নয়। endurance দাবি aircraft size, propulsion efficiency, weather, payload, এবং discharge rates-এর ওপর অনেকখানি বদলে যেতে পারে। একইভাবে cycle-life সংখ্যা কেবল তখনই অর্থবহ, যখন জানা যায় ওই cycles-এর পরে কত capacity বাকি ছিল এবং কোন charging conditions-এ তা ঘটেছে।
তবু দিকনির্দেশ গুরুত্বপূর্ণ। drones-এর জন্য battery research এখন কেবল peak performance claims দিয়ে বিচার করা হচ্ছে না, বরং নতুন chemistries পুনরাবৃত্ত, ব্যবহারযোগ্য operational life-এর কাছাকাছি যেতে পারে কি না, সেটিও দেখা হচ্ছে। একটি lithium-sulfur design যদি অর্থপূর্ণ endurance advantage এবং উল্লেখযোগ্য cycle count উভয়ই বিশ্বাসযোগ্যভাবে দাবি করতে পারে, তাহলে তা কেবল একটি demonstration platform-এর জন্য নয়, আরও অনেক কিছুর জন্য প্রাসঙ্গিক হবে।
উদ্ভাবন-পরিসরের জন্য বৃহত্তর তাৎপর্য
ড্রোন sector emerging energy technologies-এর জন্য একটি practical test bed হয়ে উঠেছে, কারণ এর সীমাবদ্ধতাগুলো কঠোর এবং দৃশ্যমান। অনেক stationary applications-এর বিপরীতে, airborne systems দুর্বলতাগুলো দ্রুত প্রকাশ করে। ভারী, নাজুক, বা স্বল্পায়ু batteries কেবল কম পারফর্ম করে না। সেগুলো mission-কে সীমিত করে দেয়।
এই কারণেই drones-সম্পর্কিত battery announcements, প্রথম দিকের বিবরণ কম হলেও, মনোযোগ পাওয়ার যোগ্য। এই sector promising chemistry থেকে regular operations-এ রূপান্তর টিকে থাকতে পারে এমন উন্নতিগুলোকে পুরস্কৃত করে। যদি রিপোর্ট করা চীনা design সেই রূপান্তর টিকে যায়, তাহলে এটি কেবল laboratory সম্ভাবনার ওপর দাঁড়ানো একটি headline নয়, বরং applied energy storage-এ একটি অর্থপূর্ণ অগ্রগতি হবে।
এখনকার জন্য সবচেয়ে নিরাপদ সিদ্ধান্ত সংক্ষিপ্ত কিন্তু গুরুত্বপূর্ণ: drone endurance উন্নত করার প্রতিযোগিতা এখনো cell level-এ চলছে, এবং lithium-sulfur এমন এক chemistry যা দীর্ঘদিনের প্রতিশ্রুতি থেকে operational relevance-এর দিকে যেতে চাইছে। এই battery-র রিপোর্ট করা কর্মক্ষমতা যদি টিকে যায়, তাহলে এটি সেই পরিবর্তনের অংশ হতে পারে।
এই নিবন্ধটি Interesting Engineering-এর প্রতিবেদনের ওপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.
Originally published on interestingengineering.com