আলোর শক্তি: কোয়ান্টাম 'সুপারঅ্যাবজরপশন' কীভাবে আমাদের চার্জিংয়ের দীর্ঘ অপেক্ষা থেকে মুক্তি দেবে; অস্ট্রেলিয়ার ভবিষ্যৎ ব্যাটারি

অস্ট্রেলিয়ার জাতীয় বিজ্ঞান সংস্থা (CSIRO), মেলবোর্ন বিশ্ববিদ্যালয় এবং মেলবোর্ন রয়্যাল ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি (RMIT)-এর গবেষকরা যৌথভাবে বিশ্বের প্রথম পূর্ণ-চক্রের কোয়ান্টাম ব্যাটারির প্রোটোটাইপ তৈরি ও সফলভাবে পরীক্ষা করেছেন। এই উদ্ভাবনটি জ্বালানি এবং শক্তি সংরক্ষণের ক্ষেত্রে এক নতুন দিগন্ত উন্মোচন করেছে যা আমাদের প্রাত্যহিক ইলেকট্রনিক ডিভাইস ব্যবহারের অভিজ্ঞতাকে আমূল বদলে দিতে পারে।

২০২৬ সালের ১৮ মার্চ 'লাইট: সায়েন্স অ্যান্ড অ্যাপ্লিকেশানস' (Light: Science & Applications) নামক মর্যাদাপূর্ণ বৈজ্ঞানিক জার্নালে এই যন্ত্রটির বিস্তারিত বিবরণ প্রকাশিত হয়েছে। এই ব্যাটারিটি কেবল শক্তি সঞ্চয়ই করে না, বরং এটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ হিসেবে সেই শক্তি পুনরায় সরবরাহ করতেও সক্ষম। এটি একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ধাপ, যা এর আগে গবেষণাগারের নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে অর্জন করা প্রায় অসম্ভব বলে মনে করা হতো।

এই নতুন প্রযুক্তির প্রধান বৈশিষ্ট্য হলো এটি চিরাচরিত পদার্থবিজ্ঞানের প্রচলিত নিয়মগুলোকে চ্যালেঞ্জ করে। কোয়ান্টাম 'সুপারঅ্যাবজরপশন' (superabsorption) নামক একটি বিশেষ প্রভাবের কারণে, এই ব্যাটারির আকার এবং এর ভেতরের কোষের সংখ্যা যত বেশি হবে, এটি তত দ্রুত চার্জ গ্রহণ করতে পারবে। অর্থাৎ বড় আকারের ব্যাটারিগুলো আরও কম সময়ে পূর্ণ চার্জ হতে সক্ষম হবে।

এই প্রযুক্তির মূলে রয়েছে কপার থ্যালোসায়ানিন (copper phthalocyanine) নামক জৈব অণু, যা রূপার স্তরে তৈরি একটি মাইক্রোরেজোনেটরের মধ্যে স্থাপন করা হয়েছে। যখন লেজার রশ্মি দিয়ে এই অণুগুলোকে উদ্দীপ্ত করা হয়, তখন তারা কোয়ান্টাম এন্ট্যাঙ্গলমেন্টের মতো একটি অবস্থায় পৌঁছায় এবং এককভাবে নয় বরং সম্মিলিতভাবে শক্তি শোষণ করতে শুরু করে। এর ফলে চার্জিংয়ের গতি বহুগুণ বেড়ে যায়, যা সাধারণ বৈদ্যুতিক গাড়ির ঘণ্টার পর ঘণ্টা চার্জিংয়ের সময়কে তাত্ত্বিকভাবে মাত্র কয়েক সেকেন্ডে নামিয়ে আনতে পারে।

বর্তমান প্রোটোটাইপটিতে বিজ্ঞানীরা চার্জিং সময়ের তুলনায় শক্তি সঞ্চয়ের সময়কে ১০ লক্ষ গুণ বা সিক্স অর্ডারস অফ ম্যাগনিটিউড বৃদ্ধি করতে সক্ষম হয়েছেন। গাণিতিক হিসেবে এর অর্থ দাঁড়ায়, যদি ব্যাটারিটি মাত্র এক মিনিটে পূর্ণ চার্জ হয়, তবে এটি প্রায় দুই বছর পর্যন্ত সেই চার্জ ধরে রাখতে সক্ষম হবে। এটি শক্তি অপচয় রোধে এক বিশাল সাফল্য হিসেবে বিবেচিত হচ্ছে।

যদিও এটি একটি বৈপ্লবিক আবিষ্কার, তবুও প্রযুক্তিটি বর্তমানে কেবল প্রাথমিক ধারণা প্রমাণের (proof-of-concept) পর্যায়ে রয়েছে। এর বর্তমান ধারণক্ষমতা বিলিয়ন ইলেকট্রন-ভোল্টে পরিমাপ করা হয়, যা আপাতত কেবল ক্ষুদ্র কোয়ান্টাম সেন্সর বা কোয়ান্টাম কম্পিউটারের নির্দিষ্ট কিছু উপাদানের শক্তি জোগানোর জন্য যথেষ্ট। তবে এর সম্ভাবনা ভবিষ্যতে আরও বিশাল পরিসরে ছড়িয়ে পড়ার ইঙ্গিত দিচ্ছে।

তবে সাধারণ কক্ষ তাপমাত্রায় কাজ করার ক্ষমতা এই অস্ট্রেলীয় উদ্ভাবনকে চীন বা ইউরোপের প্রতিযোগীদের তুলনায় অনেক এগিয়ে রেখেছে। অন্যান্য দেশের প্রোটোটাইপগুলো কার্যকর রাখতে পরম শূন্য তাপমাত্রার কাছাকাছি শীতল করার প্রয়োজন হয়, যা অত্যন্ত ব্যয়বহুল ও জটিল। CSIRO-এর পরবর্তী পরিকল্পনা হলো এই ডিভাইসটিকে আরও বড় পরিসরে নিয়ে আসা, যাতে পরিধানযোগ্য ইলেকট্রনিক্স এবং ড্রোনগুলো মাঝ আকাশেই লেজার রশ্মির মাধ্যমে চার্জ হতে পারে।

• প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য: এটি একটি পূর্ণ-চক্রের প্রোটোটাইপ যা চার্জিং, স্টোরেজ এবং ডিসচার্জিংয়ে সক্ষম। এতে সিলভার মাইক্রোক্যাভিটির মধ্যে কপার থ্যালোসায়ানিন (CuPc) অণু ব্যবহার করা হয়েছে এবং লেজার বা সাধারণ আলোর মাধ্যমে এটি চার্জ করা যায়।
• মূল প্রভাব: ব্যাটারির আকার বাড়লে চার্জিংয়ের গতি বৃদ্ধি পায় (subextensive charging time)। মেটাস্টেবল ট্রিপলেট স্টেটে শক্তি সঞ্চয়ের মাধ্যমে চার্জিং সময়ের চেয়ে ৬ লক্ষ গুণ বেশি সময় ধরে শক্তি ধরে রাখা সম্ভব।