একটি নতুন কোয়ান্টাম সেন্সর বিদ্যমান ডিভাইসের তুলনায় বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যাটারিতে সঞ্চিত শক্তিকে অনেক বেশি সঠিকভাবে পরিমাপ করতে পারে - এর উদ্ভাবকদের মতে মুতসুকো হাতানো টোকিও ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি এবং তার সহকর্মীরা জাপানে। তাদের সেন্সরটি হীরাতে নাইট্রোজেন-খালি (NV) কেন্দ্র ব্যবহার করে এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনের পরিসর এবং শক্তি দক্ষতায় যথেষ্ট উন্নতি ঘটাতে পারে।
বৈদ্যুতিক যানবাহন (EVs) গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন দূর করার জন্য বিশ্বব্যাপী প্রচেষ্টার একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হিসাবে ব্যাপকভাবে দেখা হয়। তাদের কার্যকারিতার একটি সীমা হল একটি ইভির ক্ষমতা অনুমান করার ক্ষমতা যে তার ব্যাটারিতে কত শক্তি অবশিষ্ট আছে।
আজ, EV চালিত হওয়ার সময় ব্যাটারি থেকে প্রবাহিত বৈদ্যুতিক প্রবাহ পরিমাপ করে অবশিষ্ট শক্তি অনুমান করা হয়। যদিও এই স্রোতগুলি শত শত অ্যাম্পিয়ার পর্যন্ত পৌঁছতে পারে, তবে তাদের গড় মান সাধারণত প্রায় 10 A হয়। ফলস্বরূপ, বর্তমান সেন্সরগুলিকে অবশ্যই একটি বড় গতিশীল পরিসরে কাজ করতে হবে, যা তাদের আশেপাশের পরিবেশ থেকে শব্দের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল করে তোলে।
নিরাপদ প্রান্ত
এই গোলমালের মানে হল যে একটি ব্যাটারির অবশিষ্ট শক্তি শুধুমাত্র প্রায় 10% এর নির্ভুলতার মধ্যে অনুমান করা যেতে পারে। তাই নিরাপদ থাকার জন্য, ইভি ব্যাটারিগুলি তাদের শক্তি ক্ষমতার 10% এ নেমে গেলে রিচার্জ করতে হবে। এটি একটি EV এর ড্রাইভিং পরিসরে একটি উল্লেখযোগ্য সীমা রাখে এবং এর মানে হল একটি লক্ষ্য পরিসীমা অর্জন করতে ভারী ব্যাটারির প্রয়োজন হয়।
এই নির্ভুলতার উন্নতির জন্য, Hatano এর দল NV কেন্দ্রের উপর ভিত্তি করে এক জোড়া ডায়মন্ড কোয়ান্টাম সেন্সর ব্যবহার করে বর্তমান পরিমাপ করেছে। একটি NV কেন্দ্র হল একটি অপরিচ্ছন্নতা যেখানে একটি হীরার জালিতে দুটি কার্বন পরমাণু একটি একক নাইট্রোজেন পরমাণু এবং একটি সংলগ্ন খালি স্থান দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়।
একটি NV কেন্দ্র একটি ক্ষুদ্র স্পিন চৌম্বকীয় মুহূর্ত হিসাবে আচরণ করে যা বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল। আলো এবং মাইক্রোওয়েভ ব্যবহার করে এনভি কেন্দ্রগুলি অনুসন্ধান করে এই ক্ষেত্রগুলি খুব সঠিকভাবে পরিমাপ করা যেতে পারে।
ডিফারেনশিয়াল পরিমাপ
তাদের গবেষণায়, গবেষকরা একটি EV বাসবারের উভয় পাশে হীরার সেন্সরগুলির একটি জোড়া স্থাপন করেছেন, যা একটি ধাতুর একটি পুরু স্ট্রিপ যা একটি ইভির ব্যাটারিকে তার মোটর এবং অন্যান্য বৈদ্যুতিক উপাদানগুলির সাথে সংযুক্ত করে। যখন একটি কারেন্ট বাসবারের মধ্য দিয়ে যায়, এটি একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে যা উভয় ডায়মন্ড সেন্সর দ্বারা পরিমাপ করা হয়। যেহেতু সেন্সরগুলি বাসবারের উভয় পাশে অবস্থিত, একটি সেন্সর চৌম্বক ক্ষেত্রের জন্য একটি ইতিবাচক মান পরিমাপ করে এবং অন্যটি একটি নেতিবাচক মান পরিমাপ করে। গুরুত্বপূর্ণভাবে, তারা উভয়ই শব্দের একই মাত্রা পরিমাপ করে - তাই একটি পরিমাপ অন্য থেকে বিয়োগ করলে শব্দটি দূর হয়।
উচ্চ-রেজোলিউশন ডায়মন্ড সেন্সর হৃৎপিণ্ডে বৈদ্যুতিক স্রোতকে মানচিত্র করে
এই ডিফারেনশিয়াল কৌশলটি ব্যবহার করে, দলটি বাসবারে 130 A পর্যন্ত স্রোত পরিমাপ করেছে এবং 10 mA-এর মতো কম - এমনকি কোলাহলপূর্ণ পরিবেশেও। দলটি তখন কারেন্টকে ±1000 A-তে ক্র্যাঙ্ক করে এবং -45°C–85°C তাপমাত্রা পরিসরে সেন্সরটি পরিচালনা করে এবং ভাল পরিমাপ কর্মক্ষমতা পর্যবেক্ষণ করে।
দলটি বলে যে সেন্সরগুলি ইভি ব্যাটারির ওজন 10% কমাতে পারে, যা ইভি চালানো এবং উত্পাদন উভয়ের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি কমিয়ে দেবে। তারা অনুমান করে যে সেন্সরগুলির বাণিজ্যিক রোলআউট পরিণামে পরিবহণ শিল্প দ্বারা নির্গত কার্বন ডাই অক্সাইডকে 0.2 সালের মধ্যে প্রায় 2030% কমাতে পারে - সম্ভাব্যভাবে নেট-শূন্য কার্বন নির্গমনের লক্ষ্যকে এক ধাপ কাছাকাছি নিয়ে আসবে।
গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে বৈজ্ঞানিক রিপোর্ট.
