क्षारीय बैटरीहरू इतिहासमा सबैभन्दा सफल उपभोक्ता विद्युत स्रोतहरू मध्ये एक हुन्, जसले संयुक्त राज्य अमेरिकामा बैटरी उत्पादनको लगभग ८०% र विश्वभरि प्रति वर्ष लगभग १० अर्ब बैटरीहरूको उत्पादन गर्छ। यी दैनिक प्रयोगका उपकरणहरू जस्तै टर्च, रेडियो, खेलौना, क्यामेरा, सीडी प्लेयर, एमपी३ प्लेयर र पेजरहरूलाई शक्ति प्रदान गर्छन्। यीको विकास इतिहास एकल आविष्कारकको कथा होइन, किनकि आधुनिक शुष्क सेल बैटरीहरूको आविर्भावभन्दा धेरै अगाडि नै क्षारीय रसायनशास्त्र अन्य रूपहरूमा अस्तित्वमा थियो।
यो इतिहास किन विवादास्पद छ?
क्षारीय बैटरीहरूको इतिहास विवादास्पद छ किनभने "क्षारीय विद्युत्-अपघट्य प्रयोग गर्ने" अवधारणा विभिन्न व्यक्तिहरूद्वारा अलग-अलग विकास गरिएको थियो। स्वीडिश इन्जिनियर वाल्डेमार जुङ्नरले १८९९ मा पुनः आवेशन योग्य क्षारीय चाँदी-क्याडमियम बैटरीको आविष्कार गरे र निकल-आयरन र निकल-क्याडमियम बैटरीहरूमा अनुसन्धानमा सहभागी भए। त्यसैबेला, थॉमस एडिसनले १९०१ मा आफ्नै क्षारीय बैटरी स्वतन्त्र रूपमा विकास गरे, जसको उद्देश्य एउटा मजबूत, पुनः आवेशन योग्य र व्यावहारिक ऊर्जा स्रोत सिर्जना गर्नु थियो।
अर्थात्, क्षारीय बैटरीहरूको प्रारम्भिक इतिहास कुनै एक पेटेन्ट वा व्यक्तिको स्वामित्वमा थिएन, तर विभिन्न क्षेत्रहरूमा समानान्तर विकासको परिणाम थियो।
जुङ्नरको अनुसन्धानले देखाएको थियो कि क्षारीय रसायनशास्त्रले पुनः आवेशित बैट्रीहरूलाई समर्थन गर्न सक्छ; एडिसनको संस्करणले उच्च आउटपुट र टिकाउ ऊर्जा भण्डारण बैट्रीहरूको विकासलाई अझ बढी प्रोत्साहित गर्यो। एडिसनको बैट्रीमा पोटासियम हाइड्रोक्साइड विद्युत्-अपघट्य र निकल-आयरन इलेक्ट्रोडहरू प्रयोग गरिएको थियो, र उनले उत्पादनलाई परिपक्व मान्नु अघि विभिन्न सामग्रीहरूको वर्षौंसम्म परीक्षण गरे। किनभने दुवै अनुसन्धानकर्ताहरूले आफ्ना अध्ययनहरू स्वतन्त्र रूपमा सञ्चालन गरेका थिए, त्यसैले कुनै वास्तविक प्लेजियरिज्म विवाद उत्पन्न भएन। अन्ततः, आधुनिक घरेलु बैट्रीहरूको व्यापक रूपमा अपनाउनु भन्दा पहिले नै क्षारीय बैट्री प्रविधिले लामो विकास यात्रा सुरु गरिसकेको थियो।
वर्ष १८९९ मा जुङ्नरको अनुसन्धान क्षारीय बैट्री विकासको प्रारम्भिक अवस्था हो। उनको पुनः आवेशित बैट्री, जसमा क्षारीय विद्युत्-अपघट्य प्रयोग गरिएको थियो, धेरै पूर्वका बैट्रीहरूको तुलनामा एक महत्त्वपूर्ण टूटपुतली थियो। उनले निकल-आयरन र निकल-क्याडमियम प्रविधिहरूको विकासमा पनि सहभागिता जनाएका थिए, जसले गर्दा उनी बैट्री इतिहासमा एक महत्त्वपूर्ण स्थान राख्छन्।
एडिसनको क्षारीय बैटरी, जुन १९०१ मा विकास गरिएको थियो, स्वतन्त्र रूपमा पूरा गरिएको थियो, जसले समयको परिवहन क्षेत्रको आवश्यकता पूरा गर्ने उद्देश्य राखेको थियो। उनको टोलीले विद्युतीय वाहनहरूलाई समर्थन गर्ने हल्का, अधिक शक्तिशाली बैटरी निर्माण गर्ने आशा गरेको थियो, जुन अन्य शक्ति प्रणालीहरूसँग प्रतिस्पर्धा गर्दै थिए। एडिसनको बैटरी पछिल्लो समयमा दुकानहरूमा बिक्री भएका क्षारीय शुष्क सेल बैटरीहरूबाट फरक थियो, तर यो टिकाउ, पोर्टेबल शक्तिको समस्याको समाधान गर्ने समान दिशामा एउटा प्रतिनिधित्व गर्थ्यो। जुङ्नर, एडिसनसँगै, पछिल्ला आविष्कारकहरूको लागि प्रविधिगत आधार राखेका थिए।
लामो अवधिको अग्रगति रोकिएको अवस्था
यी प्रारम्भिक उन्नतिहरू पछि, क्षारीय बैटरी प्रविधिको विकास लामो समयसम्म अटकिएको थियो। यद्यपि रासायनिक प्रणाली अस्तित्वमा थियो, साना, लामो समयसम्म चल्ने पोर्टेबल शक्ति स्रोतहरूको बजार माग छिटो विकासलाई प्रेरित गर्न निकै कम थियो।
लगभग आधा शताब्दी पछि, १९५० को दशकमा, स्थिति परिवर्तन भएको थियो। पोर्टेबल इलेक्ट्रोनिक्स र घरेलु उपकरणहरूको उदयसँगै, राम्रो प्रदर्शन गर्ने बैटरीहरूको आवश्यकता उत्पन्न भएको थियो।
सबैभन्दा महत्वपूर्ण बजार चालकहरू टर्च र उदीयमान ट्रान्जिस्टर रेडियोहरू थिए। यी उपकरणहरूले स्थिर, दीर्घकालीन शक्ति आवश्यकता पर्दथ्यो। जबकि पारम्परिक जिङ्क-कार्बन ब्याट्रीहरू काम गर्न सक्थे, तिनीहरूको छोटो आयु र ऊर्जा-गहन उपकरणहरूमा खराब प्रदर्शन अवांछनीय थियो। उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक्सको विस्तारले प्रयोगकर्ताहरूलाई लामो ब्याट्री जीवन, अधिक स्थिर भोल्टेज र कम प्रतिस्थापन चक्र सँगको ब्याट्रीको माग गर्न बाध्य बनायो, जसले आधुनिक क्षारीय ब्याट्रीको मार्ग प्रशस्त गर्यो।
आधुनिक क्षारीय शुष्क सेल ब्याट्रीको श्रेय प्रायः क्यानडाका इन्जिनियर लुइस अरीलाई दिइन्छ। उनी एभरीडी (युनियन कार्बाइड अन्तर्गतको एउटा ब्राण्ड, पछि एनर्जाइजरमा विकास भएको) मा काम गर्थे। १९५५ मा, उनी पार्मा, ओहायोमा एउटा अनुसन्धान प्रयोगशालामा पठाइएका थिए जहाँ उनीहरूले तबका छोटो आयु भएका जिङ्क-कार्बन ब्याट्रीहरूको सुधार गर्ने काम गर्थे।
उरीको मुख्य खोज थियो कि जिंकलाई म्याङ्गनिज डाइअक्साइडसँग मिलाएर क्षारीय विद्युत्-विश्लेष्य प्रयोग गर्दा पोर्टेबल उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक्सका लागि अधिक उपयुक्त, लामो आयुष्य भएका बैटरीहरू निर्माण गर्न सकिन्छ। उनले पछि बैटरीको प्रदर्शन अझ बढाउनका लागि पाउडर जिंक प्रयोग गरे।
सन् १९५७ मा, उरी, कार्ल कोर्डेश र पी.ए. मार्सलको संयुक्त रूपमा क्षारीय बैटरीको पेटेन्ट आवेदन दायर गरिएको थियो, जुन सन् १९६० मा प्रदान गरिएको थियो।
पहिलो एभरीडी क्षारीय बैटरीहरू सन् १९५८ देखि १९५९ सम्म बजारमा ल्याइएका थिए, र ब्रान्डको औपचारिक रूपमा नाम परिवर्तन गरी सन् १९८० मा एनर्जाइजर राखिएको थियो। यद्यपि प्रारम्भिक उत्पादनमा केही निर्माण समस्याहरू आएका थिए, तर यी समस्याहरू समाधान भएपछि बैटरी छिटै ठूलो वाणिज्यिक सफलता प्राप्त गर्यो। आज पनि प्रयोगमा रहेका क्षारीय बैटरीहरू मूलतः उरीको मूल डिजाइनमा आधारित नै हुन्।
आधुनिक क्षारीय बैटरीहरूमा रासायनिक प्रतिक्रियालाई समर्थन गर्न ऋणात्मक इलेक्ट्रोडको रूपमा जिङ्क (सकारात्मक इलेक्ट्रोडको रूपमा मैंगनीज डाइअक्साइड) र क्षारीय विद्युत्-अपघट्य प्रयोग गरिन्छ। यो प्रणाली कम देखि मध्यम शक्ति खपत गर्ने उपकरणहरूका लागि विशेष रूपमा उपयुक्त छ किनभने यसले अपेक्षाकृत लामो समयसम्म स्थिर रूपमा शक्ति उत्पादन गर्न सक्छ।
त्यसैले, क्षारीय बैटरीहरू रिमोट नियन्त्रण, खेलौना, रेडियो र टर्चलाइट जस्ता उपकरणहरूका लागि आदर्श छन्।
पहिलेका बैटरीहरूसँग तुलना गर्दा, क्षारीय बैटरीहरूले विश्वसनीयता, भण्डारण आयु र प्रयोगको सरलतामा उल्लेखनीय सुधार गरेका छन्। यी बैटरीहरू धेरै सस्ता छन् जसले गर्दा यिनीहरूको ठूलो मात्रामा उत्पादन गर्न सकिन्छ र धेरै दैनिक अवस्थाहरूमा पारम्परिक जिङ्क-कार्बन बैटरीहरूभन्दा उत्तम छन्। यिनीहरूको मानकीकृत बेलनाकार आकारले पनि यिनीहरूलाई मानकीकरण गर्न र उपभोक्ता उत्पादनहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गर्न सजिलो बनाएको छ। यो रासायनिक प्रणाली र उत्पादन प्रक्रियाको संयोजन नै क्षारीय बैटरीहरूलाई धेरै घरहरूमा प्रचलित एकपटक प्रयोग गर्ने बैटरी बनाएको छ।
क्षारीय बैटरीहरू विभिन्न उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक्स उत्पादनहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ किनभने तिनीहरूले लागत, उपलब्धता र प्रदर्शन बीच राम्रो सन्तुलन प्राप्त गर्छन्। तिनीहरू विशेष गरी ती उपकरणहरूका लागि उपयुक्त छन् जसलाई अत्यधिक तत्कालिक शक्ति आवश्यकता हुँदैन तर लामो बैटरी जीवनको आवश्यकता हुन्छ, जस्तै रेडियो, खेलौना, क्यामेरा र टर्चहरू। तिनीहरूको लोकप्रियता प्रायः प्राविधिक जटिलताभन्दा प्रायोगिकताबाट नै उत्पन्न भएको हो।
क्षारीय बैटरीहरूको सफलताले प्रविधिले दैनिक जीवनमा कसरी अनुकूलन गर्ने भन्ने कुरा प्रतिबिम्बित गर्छ। जसरी पोर्टेबल इलेक्ट्रोनिक्सहरू बढ्दै गए, उपभोक्ताहरूलाई सस्तो, मानकीकृत र सजिलै प्रतिस्थापन गर्न सकिने ऊर्जा स्रोतको आवश्यकता पर्न थाल्यो। क्षारीय बैटरीहरूले यो आवश्यकता धेरै पहिलेका समाधानहरू भन्दा राम्रोसँग पूरा गर्यो। यसैले, आज पनि रिचार्जेबल प्रविधिको निरन्तर विकास भए पनि, क्षारीय बैटरीहरू आधुनिक घरपरिवारहरूमा सबैभन्दा सामान्य ऊर्जा स्रोतहरूमध्ये एक नै बनिरहेका छन्।
क्षारीय बैटरीहरूको इतिहासले कसरी आविष्कार, सुयोग्य अवसरहरू र बजारको माग एकसाथ काम गर्न सक्छन् भन्ने कुरा प्रदर्शन गर्दछ। जङ्गनर र एडिसनले बजार परिपक्व हुनुभन्दा अघि नै क्षारीय बैटरीहरूको अवधारणा विकास गरेका थिए, जबकि उरीले २० औं शताब्दीको मध्यभागमा यो रासायनिक प्रणालीलाई वास्तविक वाणिज्यिक आवश्यकताहरूसँग सफलतापूर्वक जोडेका थिए। अन्ततः जन्मिएको केवल एउटा बैटरी मात्र होइन, तर यो पोर्टेबल इलेक्ट्रोनिक्स युगको विकासलाई अगाडि बढाउने एउटा मौलिक प्लेटफर्म थियो।
आज, क्षारीय बैटरीहरू यति सामान्य भएका छन् कि तिनीहरू साधारण देखिन्छन्, तर तिनीहरूको सफलता वास्तवमा दशकौंसम्मको प्रयोग र सुधारको आधारमा निर्मित छ। प्रारम्भिक रिचार्जेबल क्षारीय बैटरीहरूदेखि आधुनिक जिंक-मैंगनीज डाइअक्साइड ड्राइ सेल बैटरीहरूसम्म, तिनीहरूको विकास एउटा एकैचोटि भएको आविष्कारभन्दा बरु निरन्तर सुधारको इतिहास जस्तै छ। यही कारणले क्षारीय बैटरीहरू आजसम्म पनि दैनिक प्रयोगमा लाग्ने पोर्टेबल शक्ति स्रोतहरूको महत्त्वपूर्ण प्रतिनिधित्व गर्दै छन्।
जुङ्नर र एडिसनद्वारा प्रारम्भिक आविष्कारहरूबाट लिउइस अरीको ठूलो उपलब्धि सम्म क्षारीय ब्याट्रीहरूको संक्षिप्त इतिहास, जसले पोर्टेबल इलेक्ट्रोनिक्स युगलाई शक्ति प्रदान गर्यो।
EN
